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李平

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[问答]

请问可以将EEPROM和FPGA连接到FX3 I2C线路上吗?

我的客户使用带有 UVC 32 位配置的 FX3。
他们希望将 EEPROM 和 FPGA 连接到 I2C 线路。
这有什么问题吗? 因为 EEPROM 是用来启动的,所以我想检查一下是否有问题。

回帖(1)

chunhuahua

2025-5-28 17:37:44

将EEPROM和FPGA同时连接到FX3的I2C总线是可行的,但需注意以下关键点以避免潜在问题:




1. 地址冲突问题



  • EEPROM默认地址:FX3启动时默认从I2C地址0x50(7位地址)的EEPROM读取固件。必须确保EEPROM地址唯一且未被其他设备占用

  • FPGA从地址:需为FPGA分配一个与EEPROM(0x50)不冲突的I2C从地址(如0x54)。可通过硬件配置或FPGA固件设置。




2. 总线电气特性



  • 上拉电阻:FX3的I2C总线需连接适当的上拉电阻(通常2.2kΩ~4.7kΩ)。添加多个设备后需重新评估总线电容:

    • 总电容应 < 400pF(标准模式)或 < 200pF(快速模式)。

    • 若信号边沿变缓(如上升时间过长),需减小上拉电阻值。


  • 电平匹配:确保FPGA与FX3的I2C电压(FX3为1.8V)兼容。若FPGA为3.3V,需使用电平转换器。




3. 启动时序与干扰



  • FPGA初始化状态:FX3启动时(约200ms),FPGA应保持I2C引脚为高阻态或被动从模式,避免拉低总线导致EEPROM读取失败。

  • 延迟访问FPGA:FX3固件应在完成启动后(CyU3PDeviceInit之后)再访问FPGA,防止总线竞争。




4. FX3固件配置



  • I2C主模式设置:确保固件正确初始化I2C模块,示例如下:
    CyU3PReturnStatus_t status;
    CyU3PI2cConfig_t i2cConfig = {
      .isClock100K = CyTrue,  // 100kHz速率
      .bitRate = 100000,
      .dmaTimeout = 0xFFFF
    };
    status = CyU3PI2cInit();             // 初始化I2C模块
    status = CyU3PI2cSetConfig(&i2cConfig); // 配置参数

  • 避免地址扫描冲突:FX3启动后,避免通过I2C广播地址(如0x00)扫描设备,这可能导致EEPROM误操作。




5. 多主控冲突



  • FPGA作为主设备? 若FPGA需主动控制I2C总线(多主控模式),需确保:

    • FX3和FPGA均支持多主控仲裁

    • 固件处理可能的总线冲突(如CyU3PI2cErrorIntrCb回调)。


  • 推荐方案:FPGA作为从设备,仅响应FX3的读写请求。




推荐验证步骤



  1. 单独测试EEPROM:确认FX3能正常从EEPROM启动。

  2. 静态地址检测:使用I2C扫描工具(如逻辑分析仪)检查总线设备地址是否唯一。

  3. 信号完整性测试:通过示波器观察SCL/SDA波形,确保上升时间符合I2C模式要求。

  4. 分阶段验证

    • 先验证FX3与EEPROM的通信。

    • 再验证FX3与FPGA的通信(FX3启动后)。

    • 最后测试两者共存时的稳定性。





结论


只要EEPROM地址唯一、FPGA初始化不干扰总线、电气参数合理,即可安全共享I2C总线。重点关注地址分配和FPGA上电行为,必要时添加I2C缓冲器(如PCA9515)以隔离信号负载。

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