IIC接口—规范硬件信号测试
1.测试指标说明
IIC总线根据时钟速率的不同分标准模式、快速模式和高速模式三种,测试中需根据实测的结果选择相应的测试指标作为判断的依据。
测试内容主要包括以下两个方面:
信号完整性:SCL、SDA;
信号时序:tHD;STA、tSU;STO、tSU;DAT、tHD;DAT、tBUF;
具体指标如下表所示
信号时序参考图
2.测试方法
2.1 指标1: SCL
(1)测试数据要求:4张图
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头一个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,采样率要求5G以上;使用电压探头点测SCL信号输入测试点,在示波器的屏幕上能够观察到10个周期左右的波形;
B. 用示波器 “Measurement”功能测试以下的信号参数:占空比、高电平、低电平、高电平上冲值、低电平下冲、上升时间和下降时间等;若时钟信号有振铃,用Cursor测量出高电平最低电平值和低电平最高电平值;
C. 调整水平Scale,放大显示时钟的上升和下降沿,观察时钟边沿是否有平台或回沟出现,若时钟边沿不单调,记录平台或回沟出现的电平位置;
D.记录测试参数并保存测试波形。
实测波形案例:
2.2 指标2: SDA
(1)测试数据要求:1张图
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头一个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度;使用电压探头点测信号SDA测试点,在示波器的屏幕上能够观察到信号完整波形;
B. 使用示波器 “Measurement”功能测试信号的高电平、低电平,最大值,最小值等参数;
C. 记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
2.3 指标3: tHD;STA
(1)测试数据要求:1张图
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头二个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,帧同步下降沿或上升沿触发;
B. 使用两路电压探头分别点测时钟信号SCL和数据信号SDA,通过软件命令读写IIC slave器件的寄存器,捕获完整的连续两个数据的IIC读写波形;
C. 以时钟SDA的下降沿到SCL的下降沿为边界,用Cursor量取数据IIC总线的起始位的保持时间tHD;STA;
D. 记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
2.4 指标4: tSU;STO
(1)测试数据要求:1张图
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头二个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,帧同步下降沿或上升沿触发;
B. 使用两路电压探头分别点测时钟信号SCL和数据信号SDA,通过软件命令读写IIC slave器件的寄存器,捕获完整的连续两个数据的IIC读写波形;
C. 以时钟SCL的上升沿到SDA的上升沿为边界,用Cursor量取数据IIC总线的停止位的建立时间tSU;STO;
D. 记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
2.5 指标5: tBUF
(1)测试数据要求:1张图
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头二个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,帧同步下降沿或上升沿触发;
B. 使用两路电压探头分别点测时钟信号SCL和数据信号SDA,通过软件命令读写IIC slave器件的寄存器,捕获完整的连续两个数据的IIC读写波形;
C. 以时钟SDA的边沿参考,以起始位和停止位的标志为边界,用Cursor量取IIC总线的空闲时间tBUF;
D. 记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
2.6 指标6: tSU;DAT
(1)测试数据要求:2张图,读写各1张。
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头二个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,帧同步下降沿或上升沿触发;
B. 使用两路电压探头分别点测时钟信号SCL和数据信号SDA,通过软件命令读写IIC slave器件的寄存器,捕获完整的连续两个数据的IIC读写波形;
C. 根据IIC协议帧格式,找出W(写)和R(读)的波形,以时钟SCL的上升沿为参考,读取数据SDA的建立时间tSU;DAT;数据的传输分为读和写两种方式:
读时序的数据建立时间在数据接收侧(一般为主机)测量;
写时序的数据建立时间在数据输入侧(一般为从机)测量;
D.记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
写时序
读时序
2.7 指标7: tHD;DAT
(1)测试数据要求:2张图,读写各1张
(2)测试仪器:
示波器一台、电压探头二个
(3)测试方法:
A. 将示波器设置为DC耦合,全带宽,并调整合适的垂直方向电压幅度,帧同步下降沿或上升沿触发;
B. 使用两路电压探头分别点测时钟信号SCL和数据信号SDA,通过软件命令读写IIC slave器件的寄存器,捕获完整的连续两个数据的IIC读写波形;
C. 以时钟SCL的下降沿为参考,读取数据SDA的保持时间tHD;DAT;数据的传输分为读和写两种方式:
读时序的数据保持时间在数据接收侧(一般为主机)测量;
写时序的数据保持时间在数据输入侧(一般为从机)测量;
D. 记录测试参数并保存测试波形;
实测波形案例:
写时序
读时序