I2C从站地址未确认（有时）

我正在尝试使用I2C与远程连接的FRAM（Ramtron的FM24C04）进行通信。此内存嵌入在板上，可以随时将其插入系统或从系统中卸下（在卸下内存之前，通信已正确终止）。

问题是：刚插入包含FRAM的卡后，有时，它不确认地址。

信号测量

我测量了信号以查看发生了什么，看来在两种情况下（工作和不工作）的计时都可以。

正确的I2C通信（读取3个字节）：

I2C FRAM地址未确认（从机地址已正确发送）：

为了解决这个问题已经采取的行动（没有成功）

• 插入带有嵌入式FRAM的卡后添加的延迟，以确保遵守电源顺序。
• 检测到未确认从站地址后，I2C停止生成

I2C总线配置

• 一个主机（ST的STM32F205微控制器）
• 三个从机（Microchip的EEPROM 24AA1025，Maxim IC的RTC DS1339C和Ramtron的远程FRAM FM24C04
• 一个I2C电平转换器（Maxim IC提供的MAX3373E）用于允许主机与FRAM之间的通信
• 总线频率设置为100 kHz

编辑（2013-04-17）

首先，谢谢大家的评论。

由于有很多建议，所以这里是我所做调查的描述。

原理图

下图显示了I2C总线的简化原理图：

I2C_SDA和I2C_SCL信号直接连接到微控制器，FRAM_SDA和FRAM_SCL信号连接到FRAM。请注意，使用村田制作所的BLM18铁氧体对连接到FRAM的SDA和SCL信号进行滤波。

FRAM的连接方式如下：

• NC（引脚1）->未连接
• A1（引脚2）-> GND
• A2（引脚3）-> GND
• VSS（引脚4）-> GND
• SDA（引脚5）-> FRAM_SDA
• SCL（引脚6）-> FRAM_SCL
• WP（引脚7）-> GND（无写保护）
• VDD（引脚8）-> + 5V

FRAM卡说明

该卡是仅嵌入FRAM的“类似ISA”卡。

调查

减慢频率

我在将SCL频率设置为50kHz和10kHz的情况下进行了测试。我用示波器测量了SCL信号，以确保它处于预期的频率。

这些修改不能解决问题。我检查了时序，它们在FRAM数据表的规格之内。

确保电源顺序

@jippie。

1. 在插入嵌入FRAM的卡之前，将I2C电平转换器置于三态模式。FRAM_SDA和FRAM_SCL信号被拉低。
2. 插入“ FRAM卡”后，添加100ms的延迟以确保电源稳定（根据数据表，在第一个启动条件之前至少需要11ms）。
3. I2C电平转换器已激活。
4. 为了确保I2C电平转换器被激活并且线路被拉高（数据手册要求约4us），添加了1ms的延迟。FRAM_SDA和FRAM_SCL信号被上拉。
5. FRAM被访问。

在每个步骤之后都已测量了FRAM_SDA和FRAM_SCL信号。

问题仍然存在。

停止/启动条件，而不是重复启动

@gbarry。

在字节传输期间，我试图在重复开始之前停下来。我用示波器测量了字节传输：STOP条件后再加上START条件就可以了。

不幸的是，此解决方案无法解决问题。

思想

仅在连接了嵌入FRAM的卡后才发生此问题。插入“ FRAM卡”并正确寻址后，我运行了数千次成功的读取访问（从站寻址和读取）。

在我看来，这越来越像是硬件问题。但是我不知道它是否可能与I2C电平转换器或I2C总线上的其他从机相关。

您还有其他想法或建议吗？

编辑（2013-04-18）

问题似乎已解决

我更换了FRAM模块连接器，找到了一种直接在FRAM上进行测量的方法。似乎所有与此新连接器都运行良好。

我将进行更多测试，以确保问题来自不良的连接。

尽管您说的是在插入或卸下之前您的通信已正确终止，但是值得尝试这种解决方案，因为在某些情况下，仅复位总线上的一个设备后I2C总线可能会出现问题。

在初始化Master I2C硬件之前，将SDA设置为输入并测试SDA为低。

如果它为低，则将SCL引脚设置为高。

然后将SCL引脚切换为低电平和高电平，直到SDA变为高电平（即，时钟输出外设可能仍在尝试发送的所有剩余位）。这不能超过8个时钟周期-如果确实如此，则还有其他问题。

我不能保证这可以解决您的问题，但确实可以解决我的问题！

对于FRAM：

• 首先连接GND和Vcc；
• 然后确保A1，A2和WP的电平正确；
• 然后连接数据引脚。

在芯片加电之前连接电源以外的其他引脚可能会引起问题。

10k对于您的上拉来说似乎有点大，并且您的前沿看上去很慢。将电阻减小到3k左右，看看是否有帮助。

此外，为什么截止电压会随时间漂移？

是否有其他尝试与董事会对话的机会？我曾经有过这样的问题；我有60％的时间会得到确认，但我不记得曾经看到过碰撞。我怀疑我所提供的i2c与真正的内部总线有所隔离。我可以连续运行它，它只会丢弃30％的消息。当我们开始直接与设备（电源）通信时，而中间没有“背板”，问题就消失了。

您的NAK错误出现后，我没有看到停止顺序。我猜你有一个断点，此时程序会停止？

最后，如果您认为自己是公交车上唯一的人，则不妨尝试将重复的启动替换为停止/启动。我已经看到了不太了解如何处理RS的设备（尤其是定制FPGA）。

[回应评论]：关于FRAM板，您没有说很多，例如，它只是内存还是整个子系统。但是，如果您可以将“作用域”正确地放在给您带来麻烦的i2c设备的引线上，并且您仍然看到图中所示的内容，那么我就可以排除干扰。I2C非常简单，如果您在输入上看到正确的信号，那么除非内部有问题，否则芯片应该可以正常播放。

特别是，您想进入该电平转换器的FRAM一侧。信号中断比发生通常被认为是冲突的事件更有可能。

我将指出，NAK周期与根本不存在的芯片是无法区分的。EEPROM将执行此操作以指示它们正忙。我在FRAM上查找了写入时间，它比单个i2c数据位还要快...所以这不是问题。

由于问题在重现时是永久性故障，只能通过卸下并重新插入设备来解决，因此这是两件事之一：设备进入不良状态，只有在重启后才能恢复；或接触不良。

如果设备进入故障状态并在重新启动后从中恢复，则可以使用附加电路，使您的MCU可以关闭设备电源。然后，固件在没有得到设备确认的情况下可以执行恢复过程，从而使芯片断电一段时间，再次给芯片上电，然后再试一次。

如果接触不良，则可能必须查看连接器的可靠性并找到更好的方法。如果使用相同的连接器来制造更多这些板，则可能会在现场出现问题。在任何情况下，都可以通过人工程序来处理这种情况。使用该设备的操作员必须意识到插卡的潜在问题，并且可能必须重新安装才能正常操作。

您的主设备可能会发出警报，表明它无法与FRAM通讯：面板上的“故障” LED和/或发出蜂鸣声或其他任何声音。或反之：某些指示灯亮起，向用户反馈已接受FRAM并已建立通信。如果FRAM离主设备很远，则指示灯可以位于FRAM模块上：另一个驱动LED的I2C芯片。

问题的零星性质表明，这可能是时间问题。

该数据表列出了两套定时，一个“标准模式”，一个针对“快速模式”。根据您的测量，您似乎处于“标准模式”计时的边界。从浏览数据表中我无法得知芯片是如何精确地置于两种模式下的。

我不认为您的设备处于快速模式。您可以将时序减少2-4倍吗，请确保您处于启动条件保持时间，时钟高电平周期和时钟低电平周期的标准模式时序之内，并查看是否仍然出现此问题？

您是否拥有24c04a，b或c？如果是c04a，那就是坚固的设计。b部分对电源斜坡敏感。您在pin8上将hv耦合到gnd的方式是什么？我会说一些有关信号电平的信息，但我发现您使用了电平转换器。您可能想检查一下您是否对芯片解释为额外时钟的SCL没有毛刺。