I2C总线死锁问题介绍

[Maple12138]

在I2C通信中，如果主机出现异常复位，就会有概率导致总线死锁，出现这个问题后，我们就需要一些特殊手段来解锁总线。接下来我来介绍一下死锁问题的原因及解决方案：

I2C死锁现象：
I2C总线SCL为高，SDA一直为低，通信一直处于异常状态

I2C死锁原因：
在I2C主设备进行读写操作的过程中：主设备在开始信号后控制SCL产生8个时钟脉冲，然后拉低SCL信号为低电平，在这个时候，从设备输出应答信号，将SDA信号拉为低电平。如果这个时候主设备异常复位，SCL就会被释放为高电平。
此时，如果从设备没有复位，就会继续I2C的应答，将SDA一直拉为低电平，直到SCL变为低电平，才会结束应答信号。而对于I2C主设备来说.复位后检测SCL和SDA信号，如果发现SDA信号为低电平，则会认为I2C总线被占用，会一直等待SCL和SDA信号变为高电平。这样，I2C主设备等待从设备释放SDA信号，而同时I2C从设备又在等待主设备将SCL信号拉低以释放应答信号，两者相互等待，I2C总线进人一种死锁状态。

解锁方案：

1. 在硬件设计上，MCU通过控制MOS来开关I2C从机的电源。
2. 从机带复位引脚的话，可以通过MCU IO控制，让从机硬件复位
3. 在检测到总线死锁后，MCU将SCL配置为GPIO，并输出9个CLK信号

Demo演示：
芯片：YTM32B1ME05
硬件环境：YTM32B1ME0-EVB-Q144
内容：演示上述方案3，即通过翻转SCL引脚解锁总线

1. 在YCT下载ME05的I2C Master Demo，该Demo是MCU和eeprom通信

2. 在I2C通信过程中多次复位，便有概率出现I2C死锁问题
   

3. 在出现错误后加入unlock操作
   

4. 验证OK
   

代码工程：
I2c_Master_Demo.zip
参考资料：
https://blog.csdn.net/fengel_cs/article/details/50563291

[sunxuehu]

1. SDK-1.3.0版本后才支持监测总线状态的功能
2. 也可以在初始化函数阶段检测总线是否异常，若是总线SDA和SCL任意一个为低电平，则返回STATUS_I2C_BUS_BUSY状态