CN111966625A - 一种自动配置i2c地址的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动配置I2C地址的方法及系统，涉及服务器系统设计领域。该方法包括：CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值；通过主设备对I2C设备进行寻址操作，当I2C设备的地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息传递给CPLD；CPLD对接收到的I2C设备的地址配置信息进行对比，若设备地址不同，则存储设备地址及地址配置信息，并将存储信息发送给主设备；若设备地址相同，则对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。本发明解决了现有技术中I2C设备在地址设置过程中出现的地址冲突问题，实现了同一I2C总线上多个I2C设备地址的自动分配，简化了硬件电路的设计，增加了设计的可靠性，提高了调试效率。

Description

一种自动配置I2C地址的方法及系统
技术领域
本发明实施例涉及服务器系统设计领域，具体来说涉及一种自动配置I2C地址的方法及系统。
背景技术
I2C(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)是一种双向二线制同步串行总线，它只需要一根数据线和一根时钟线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。I2C总线在系统设计中具有很多优点：总线上只有时钟线和数据线，硬件结构简单，资源消耗较少；时钟同步和仲裁的实现原理简单，以开漏/集电极开路门线路逻辑简单实现；协议设计精巧、易用、灵活，可以传输数据、地址、指令等信息；许多IC芯片厂商在芯片上集成了I2C功能，使用广泛。基于I2C总线的种种优势，在电子产品研发过程中，经常会使用到I2C器件，并且常常会把多个I2C设备挂在同一路I2C总线下，根据I2C总线协议的规定，挂在同一条I2C总线下的设备地址不能有冲突。
I2C设备一般都有特定的地址管脚，在目前的设计中，一般是通过查阅芯片手册，在硬件上通过上下拉来设置地址。该方法虽然简单直接，但是在地址设置过程中很容易出现错误，尤其是当同一条I2C总线上挂载的设备较多时，极易导致I2C设备地址冲突。地址冲突问题的出现需要浪费很多时间来查找原因，延缓项目的开发进度，且严重影响工程师的工作效率。
发明内容
本发明实施例提供一种自动配置I2C地址的方法及系统，解决在I2C设备地址设置过程中出现的地址冲突问题，实现在同一I2C总线上多个I2C设备地址的自动分配，提高系统设计的可靠性及工作效率。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种自动配置I2C地址的方法，包括以下步骤：
将I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，通过CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值；
通过主设备对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；
CPLD对接收到的I2C设备的地址配置信息进行对比，判断设备地址是否相同，
若设备地址不同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给主设备；
若设备地址相同，则对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。
基于上述方案，本方法做如下优化：
进一步的，所述通过主设备对I2C设备进行寻址操作，包括下述步骤：
通过主设备预设I2C设备的初始地址，并将初始地址写入I2C总线中；
判断主设备能否接收到I2C设备的应答信号，
若主设备能够接收到I2C设备的应答信号，则预设的初始地址为当前I2C设备的地址；
若主设备不能接收到I2C设备的应答信号，则对预设的初始地址加一后继续写入I2C总线，直到I2C设备的地址确认为止。
进一步的，所述对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，包括下述步骤：
若设备地址相同，则CPLD对其中一个I2C设备的设备地址值加一后输出给I2C设备，并将重新配置的信号通过I2C总线发送给主设备；
主设备接收CPLD发送的信号后重新对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的新地址确认后将对应信息传递给CPLD进行重新对比，直至设备地址不相同时，CPLD存储新的设备地址及地址配置信息，同时通过I2C总线将存储信息发送给主设备。
作为优选，所述CPLD对接收的I2C设备的地址配置信息进行对比之前，还包括下述步骤：
接收主设备发送的I2C设备的地址配置信息，并将接收的地址信息存储至外部Flash存储器中。
本发明第二方面提供了一种自动配置I2C地址的系统，所述系统包括主设备、CPLD和I2C设备，I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，CPLD和I2C设备分别通过I2C总线与主设备连接；
所述主设备对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；
所述CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值，并接收主设备发送的I2C设备的地址配置信息进行存储对比，若设备地址不相同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给主设备；若设备地址存在相同，则与主设备配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。
进一步的，所述主设备对I2C设备进行寻址操作，具体包括：主设备预设I2C设备的初始地址，并将初始地址写入I2C总线中，若主设备能够接收到I2C设备的应答信号，则预设的初始地址为当前I2C设备的地址，若主设备不能接收到I2C设备的应答信号，则对预设的初始地址加一后继续写入I2C总线，直到I2C设备的地址确认为止。
进一步的，所述CPLD与主设备配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，具体包括：
CPLD对其中一个I2C设备的设备地址值加一后输出给I2C设备，并将重新配置的信号通过I2C总线发送给主设备；
主设备接收CPLD发送的信号后重新对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的新地址确认后将对应信息传递给CPLD进行重新对比，直至设备地址不相同时，CPLD存储新的设备地址及地址配置信息，同时通过I2C总线将存储信息发送给主设备。
优选的，所述CPLD连接有Flash存储器，CPLD接收I2C设备的地址配置信息后，将接收的地址信息存储至外部Flash存储器中。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本申请实施例提供的一种自动配置I2C地址的方法，使用主设备与CPLD相配合的方式实现对I2C设备的地址分配工作，通过主设备对I2C设备进行寻址操作，然后将对应I2C设备的地址配置信息传递给CPLD进行地址信息对比，避免设备地址冲突，且当设备地址出现冲突时，对地址重复的I2C设备按照一定规律重新进行地址配置，直至不再冲突为止。本方法解决了现有技术中I2C设备在地址设置过程中出现的地址冲突问题，实现了同一I2C总线上多个I2C设备地址的自动分配，避免了在I2C地址设置过程中出现的人为错误；本方法还简化了硬件电路的设计，增加了设计的可靠性，节省了项目成本；此外，本方法采用软件方式可以记录I2C设备地址的分配过程，在调试过程中可以任意回溯各个节点，提高了调试效率。
本申请实施例提供的一种自动配置I2C地址的系统，能够实现第一方面的方法，并取得相同的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种自动配置I2C地址的方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种自动配置I2C地址的系统结构图；
图3为基于本申请实施例的一种自动配置I2C地址的方法及系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为了方便对实施例的理解，下面对实施例中涉及的缩略词和关键术语予以解释和说明。
BMC：Baseboard Management Controller，基板管理控制器；
CPLD：Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件；
I2C：Inter-Integrated Circuit，集成电路总线。
为方便对本实施例提供的一种自动配置I2C地址的方法及系统进行更加详细的解释说明，在本实施例中，以一条I2C总线上挂载3个I2C设备，且每个I2C设备的地址配置管脚为3根为例，显然，I2C设备的地址配置管脚数量以及每一条I2C总线上挂载的设备数量可以根据实际芯片以及具体设计情况进行扩展。
在服务器系统设计中，I2C的主设备一般为BMC，下面以BMC作为主设备为例，对自动分配I2C地址的方法及系统进行说明。
图1、图3分别示出了本发明实施例提供的一种自动配置I2C地址的方法流程图及硬件实现示意图。
参照图1、图3，本实施例方法的实现步骤如下：
S1、将I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，通过CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值；
具体的，如图3中所示，三个I2C设备(I2C0、I2C1、I2C2)的地址配置管脚(ADDR0_I2C0、ADDR1_I2C0、ADDR2_I2C0、ADDR0_I2C1、ADDR1_I2C1、ADDR2_I2C1、ADDR0_I2C2、ADDR1_I2C2、ADDR2_I2C2)分别与CPLD的GPIO引脚连接，然后通过CPLD对三个I2C设备的地址配置管脚赋予一个初始值，例如对ADDR[2..0]_I2C0赋值为000，ADDR[2..0]_I2C1赋值为001，ADDR[2..0]_I2C2赋值为010。
S2、通过主设备BMC对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；
具体的，如图1中所示，上电后，BMC对这三个I2C设备进行寻址操作，BMC通过I2C总线向I2C设备发送一个预设的初始地址，如果BMC能够接收到I2C设备的应答信号，则说明该预设的初始地址为当前I2C设备的地址，如果BMC不能接收到I2C设备的应答信号，则说明该地址错误，在预设的初始地址基础上加一后继续进行寻址操作，以此类推，直到确定三个设备的I2C地址为止。CPLD与BMC之间通过I2C总线进行通信，当BMC确定三个设备的I2C地址后，将这三个设备的地址信息通过I2C总线传递给CPLD。为方便数据存储并确保数据安全，CPLD外挂连接有Flash存储器，CPLD接将接收的地址信息存储在外部Flash存储器中。
S3、CPLD对接收的I2C设备的地址配置信息进行对比，判断设备地址是否相同，若设备地址不同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给BMC，若设备地址相同，则对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置；
具体来说，在本实施例中，如果三个设备地址均不相同，则说明在当前设置下I2C设备地址不存在冲突。如果出现其中两个设备地址相同的情况，则对其中一个设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，其具体过程为：CPLD对其中一个地址重复的I2C设备的设备地址值加一，例如I2C0和I2C1出现地址冲突，I2C0的初始地址配置值为000，I2C1的初始地址配置值为001，则保持I2C0的地址配置不变，将I2C1地址配置为010，然后将重新配置完毕的信号通过I2C总线发送给BMC。BMC接收CPLD发送的信号后，重复上述步骤S2，即对I2C设备重新进行寻址操作，在进行该操作时，只需要对修改过地址的I2C1设备进行寻址，确认地址后将新的地址数据传输至CPLD后重新进行设备地址信息比较。若三个I2C设备地址依然存在冲突，则重复执行上述步骤S2、S3，直至设备地址不再冲突为止，CPLD将不冲突的设备地址及地址配置信息进行存储，同时通过I2C总线将存储信息发送给BMC，BMC即可对此三个I2C设备进行正常的读写操作。
基于上述一种自动配置I2C地址的方法，本实施例还相应提供了一种自动配置I2C地址的系统。
如图2所示，一种自动配置I2C地址的系统，包括主设备BMC、CPLD和I2C设备，I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，CPLD和I2C设备分别通过I2C总线与BMC连接；所述BMC对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；所述CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值，并接收BMC发送的I2C设备的地址配置信息进行存储对比，若设备地址不相同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给BMC；若设备地址存在相同，则与BMC配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。
具体来说，所述CPLD连接有Flash存储器，CPLD接收I2C设备的地址配置信息后，将接收的地址信息存储至外部Flash存储器中。
基于上述系统，所述BMC对I2C设备进行寻址操作，具体包括：BMC预设I2C设备的初始地址，并将初始地址写入I2C总线中，若BMC能够接收到I2C设备的应答信号，则预设的初始地址为当前I2C设备的地址，若BMC不能接收到I2C设备的应答信号，则对预设的初始地址加一后继续写入I2C总线，直到I2C设备的地址确认为止。
基于上述系统，所述CPLD与BMC配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，具体包括：CPLD对其中一个I2C设备的设备地址值加一后输出给I2C设备，并将重新配置的信号通过I2C总线发送给BMC；BMC接收CPLD发送的信号后重新对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的新地址确认后将对应信息传递给CPLD进行重新对比，直至设备地址不相同时，CPLD存储新的设备地址及地址配置信息，同时通过I2C总线将存储信息发送给BMC。
本实施例提供的一种自动配置I2C地址的方法及系统，通过主设备BMC与CPLD的配合，CPLD通过相关GPIO配置I2C设备的初始地址，然后BMC对I2C设备进行寻址操作确认I2C的当前地址，在由CPLD判断当前地址是否冲突后作出相应操作，避免设备地址冲突。本方案实现了同一I2C总线上多个I2C设备地址的自动分配，简化了硬件电路的设计，增加了设计的可靠性，提高了设计以及调试效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下所作的任何修改、改进和等同替换等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动配置I2C地址的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，通过CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值；
通过主设备对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；
CPLD对接收的I2C设备的地址配置信息进行对比，判断设备地址是否相同，
若设备地址不同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给主设备；
若设备地址相同，则对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。
2.根据权利要求1所述的一种自动配置I2C地址的方法，其特征在于，所述通过主设备对I2C设备进行寻址操作，包括下述步骤：
通过主设备预设I2C设备的初始地址，并将初始地址写入I2C总线中；
判断主设备能否接收到I2C设备的应答信号，
若主设备能够接收到I2C设备的应答信号，则预设的初始地址为当前I2C设备的地址；
若主设备不能接收到I2C设备的应答信号，则对预设的初始地址加一后继续写入I2C总线，直到I2C设备的地址确认为止。
3.根据权利要求1所述的一种自动配置I2C地址的方法，其特征在于，所述对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，包括下述步骤：
若设备地址相同，则CPLD对其中一个I2C设备的设备地址值加一后输出给I2C设备，并将重新配置的信号通过I2C总线发送给主设备；
主设备接收CPLD发送的信号后重新对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的新地址确认后将对应信息传递给CPLD进行重新对比，直至设备地址不相同时，CPLD存储新的设备地址及地址配置信息，同时通过I2C总线将存储信息发送给主设备。
4.根据权利要求1所述的一种自动配置I2C地址的方法，其特征在于，所述CPLD对接收的I2C设备的地址配置信息进行对比之前，还包括下述步骤：
接收主设备发送的I2C设备的地址配置信息，并将接收的地址信息存储至外部Flash存储器中。
5.一种自动配置I2C地址的系统，其特征在于，所述系统包括主设备、CPLD和I2C设备，I2C设备的地址配置管脚与CPLD的GPIO引脚连接，CPLD和I2C设备分别通过I2C总线与主设备连接；
所述主设备对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备地址确认后，将对应I2C设备的地址配置信息通过I2C总线传递给CPLD；
所述CPLD对I2C设备的地址配置管脚赋予初始值，并接收主设备发送的I2C设备的地址配置信息进行存储对比，若设备地址不相同，则存储设备地址及地址配置信息，并通过I2C总线将存储信息发送给主设备；若设备地址存在相同，则与主设备配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置。
6.根据权利要求5所述的一种自动配置I2C地址的系统，其特征在于，所述主设备对I2C设备进行寻址操作，具体包括：
主设备预设I2C设备的初始地址，并将初始地址写入I2C总线中，若主设备能够接收到I2C设备的应答信号，则预设的初始地址为当前I2C设备的地址，若主设备不能接收到I2C设备的应答信号，则对预设的初始地址加一后继续写入I2C总线，直到I2C设备的地址确认为止。
7.根据权利要求5所述的一种自动配置I2C地址的系统，其特征在于，所述CPLD与主设备配合，对设备地址重复的I2C设备重新进行地址配置，具体包括：
CPLD对其中一个I2C设备的设备地址值加一后输出给I2C设备，并将重新配置的信号通过I2C总线发送给主设备；
主设备接收CPLD发送的信号后重新对I2C设备进行寻址操作，并当I2C设备的新地址确认后将对应信息传递给CPLD进行重新对比，直至设备地址不相同时，CPLD存储新的设备地址及地址配置信息，同时通过I2C总线将存储信息发送给主设备。
8.根据权利要求5所述的一种自动配置I2C地址的系统，其特征在于，所述CPLD连接有Flash存储器，CPLD接收I2C设备的地址配置信息后，将接收的地址信息存储至外部Flash存储器中。
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