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
- 单独测试EEPROM:确认FX3能正常从EEPROM启动。
- 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。
- 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。
- 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。
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
- 单独测试EEPROM:确认FX3能正常从EEPROM启动。
- 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。
- 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。
- 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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