用户空间I2C通信

1、理解I2C协议

1.1 什么是I2C协议

I2C或IC间通信是嵌入式系统中非常常见的低速通信方法。I2C 的最大优势在于易于实现，被半导体制造商广泛采用，并且能够在同一总线上轻松添加多个节点，从而实现更高效的设计（甚至可能更具成本效益）。I2C由飞利浦半导体公司定义，后来被恩智浦半导体公司收购。I2C 基本上是主从总线，是纯粹的半双工。

I2C 是一种简单的低速 2 线总线，在嵌入式板上很常见，通常用于访问不在 SoC 上的外设，例如显示控制器、摄像头传感器、GPIO 扩展器等。在PC上可以找到一种称为系统管理总线（System Manager Bus,SMBus）的相关标准，用于访问温度和电压传感器。SMBus 是 I2C 的一个子集。

I2C 是一种主从协议，主设备是 SoC 上的一个或多个主机控制器。 从设备具有制造商分配的 7 位地址（阅读数据表），每条总线最多允许 128 个节点，但保留了 16 个节点，因此实际上只允许 112 个节点。主设备可以与其中一个从设备发起读取或写入事务。通常，第一个字节用于指定从机上的寄存器，其余字节是从该寄存器读取或写入该寄存器的数据。