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Stand der Technik
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Als Datenbus zur Kommunikation zwischen verschiedenen Schaltungsteilen, beispielsweise zwischen einem Controller und einem Peripheriegerät, ist beispielsweise ein Inter-Integrated Circuit-Bus, kurz I2C-Bus bekannt. Dieses Bussystem ist als Master-Slave-Bussystem konzipiert.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 222 357 A1 offenbart eine 12C-Slave-Schnittstelle, bei der Kollisionen zwischen mehreren Geräten am Bus vermieden werden, wenn I2C-Slave-Bauelemente mit unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden.
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Eine Weiterentwicklung des I2C-Busses ist der sogenannte Improved Inter-Integrated Circuit Bus, kurz I3C-Bus. Der I3C-Bus baut auf dem I2C-Bus auf. Dabei können an einem I3C-Bus mit einem I3C-Master auch I2C-Slaves betrieben werden. Auch ein Mischbetrieb von I3C-Slaves und I2C-Slaves an einem I3C-Bus mit einem I3C-Master ist möglich. Eine Anbindung von I3C-Slaves an einem I2C-Bus mit einem I2C-Master ist jedoch nicht vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Improved Inter-Integrated Circuit (I3C) Slave-Schnittstelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine integrierte Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer I3C-Slave-Schnittstelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- Eine 13C-Slave-Schnittstelle zur Kopplung eines I3C-Slaves mit einem I3C-Bus oder einem I2C-Bus. Die I3C-Slave-Schnittstelle umfasst eine Anpassungseinrichtung. Die Anpassungseinrichtung ist dazu ausgelegt, den I3C-Slave an einen I2C-Bus anzubinden.
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Ferner ist vorgesehen:
- Eine integrierte Schaltung mit einer erfindungsgemäßen 13C-Slave-Schnittstelle.
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Schließlich ist vorgesehen:
- Ein Verfahren zum Betreiben einer I3C-Slave-Schnittstelle. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Bereitstellen einer Anpassungseinrichtung. Die Anpassungseinrichtung ist dazu ausgelegt, einen I3C-Slave an einen I2C-Bus anzubinden. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Koppeln des I3C-Slaves mit der bereitgestellten Anpassungseinrichtung an einem I3C-Bus oder einem I2C-Bus.
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Vorteile der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zwar der Betrieb von I2C-Slaves an einem I3C-Bus möglich ist, jedoch umgekehrt der Betrieb von I3C-Slaves an einem I2C-Bus mit einem I2C-Master nicht vorgesehen ist.
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Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Erweiterung für I3C-Slaves vorzusehen, welche es ermöglicht, eine I3C-Slave-Schnittstelle an einen I2C-Bus anzubinden. Hierzu wird erfindungsgemäß in der 13C-Slave-Schnittstelle eine zusätzliche Anpassungseinrichtung vorgesehen, welche eine Signalanpassung der Signale zwischen dem I2C-Bus und dem I3C-Slave ermöglicht.
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Eine solche Anpassungseinrichtung zur Anpassung der Signale eines I2C-Busses für einen I3C-Slave kann beispielsweise analog zu einer entsprechenden Schaltungskonfiguration zur Koppelung eines I2C-Slaves an einen I2C-Bus realisiert werden. Insbesondere kann eine solche Anpassungseinrichtung beispielsweise Treiberstufen, Filterelemente oder auch Verzögerungselemente umfassen, wie sie beispielsweise zur Koppelung eines I2C-Slaves an einen I2C-Bus eingesetzt werden.
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Auf diese Weise ist es somit auch möglich, I3C-Slaves an einen I2C-Bus anzubinden. Insbesondere ist es somit möglich, neuartige I3C-Slaves an einem konventionellen I2C-Bus zu betreiben. Auf diese Weise können beispielsweise Baugruppen mit einer I3C-Schnittstelle als l3C-Slaves auch an bestehenden, konventionellen Infrastrukturen eingebunden werden, welche mit einem I2C-Bus, insbesondere mit einem I2C-Master betrieben werden.
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Dies ermöglicht einerseits die Nutzung von modernen I3C-Slaves auch an konventionellen, gegebenenfalls älteren Systemen, welche auf Basis eines I2C-Busses, insbesondere mittels eines I2C-Masters realisiert worden sind. Darüber hinaus können I2C-Bussysteme auch beispielsweise aufgrund ihrer geringeren Datenrate und ihrer gemäß den Spezifikationen größeren Toleranzen in den Signalverläufen auch als Bussysteme mit einer größeren räumlichen Ausdehnung betrieben werden. Durch die erfindungsgemäße Erweiterung eines I3C-Slaves für ein I2C-Bussystem ist es auch für solche Fälle möglich, I3C-Slaves an einem entsprechenden Bussystem einzusetzen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Anpassungseinrichtung für die Anbindung eines I3C-Slaves an einen I2C-Bus überbrückbar und/oder deaktivierbar. Auf diese Weise muss die Anpassungseinrichtung nur dann in den Signalverlauf zwischen dem I3C-Slave und dem angeschlossenen Bus eingebunden werden, wenn sie hierzu auch erforderlich ist. Dies ermöglicht beispielsweise den Betrieb eines I3C-Slaves sowohl an I2C-Bussystemen als auch an I3C-Bussystemen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anpassungseinrichtung eine Anzahl von einem oder mehreren Verzögerungselementen, Glitch-Filter und/oder Treiberelementen. Derartige Schaltungselemente wie z.B. Verzögerungselemente, Glitch-Filter oder Treiberelemente werden insbesondere zur Anbindung von I2C-Slaves an einen I2C-Bus eingesetzt. So ermöglichen beispielsweise Verzögerungselemente gerade bei den gegebenenfalls hohen Toleranzen während des Betriebs an einem I2C-Bus, insbesondere bei hoher räumlicher Ausdehnung oder anderen Störeinflüssen, doch einen zuverlässigen Betrieb und Datenaustausch. Glitch-Filter können beispielsweise zur Entprellung der übertragenen Signale oder für ähnliche Zwecke eingesetzt werden. Treiberelemente, insbesondere Treiberelemente für die Anschlüsse an einen I2C-Bus ermöglichen eine ausreichende Signalverstärkung der gesendeten und/oder empfangenen Signale, insbesondere der Datensignale und der Taktsignale an dem I2C-Bus. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige weitere Schaltungselemente zur Anpassung der Signale zwischen einem I3C-Slave und einem I2C-Bus möglich.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die 13C-Slave-Schnittstelle eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, eine externe Signalisierung zu empfangen. Diese externe Signalisierung kann beispielsweise eine Signalisierung für den Datenbus darstellen, an den die I3C-Slave-Schnittstelle angeschlossen ist oder angeschlossen werden soll. Die Signalisierung kann beispielsweise ein digitales Signal, wie beispielsweise ein digitales Spannungssignal oder ähnliches umfassen. Insbesondere kann die Signalisierung beispielsweise mittels eines manuellen Schalters bereitgestellt werden. Darüber hinaus sind auch Signalisierungen von einer angeschlossenen weiteren Einrichtung möglich. Insbesondere kann die Signalisierung beispielsweise einmalig bereitgestellt und daraufhin in der Signalisierungseinrichtung gespeichert werden. Eine solche Signalisierung entspricht somit beispielsweise einer Programmierung der Steuereinrichtung für den zukünftigen Betrieb. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Signalisierung kontinuierlich bereitgestellt wird und zu späteren Zeitpunkten beliebig angepasst werden kann.
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Die Steuereinrichtung kann ferner dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von der empfangenen externen Signalisierung die Anpassungseinrichtung zu überbrücken und/oder zu deaktivieren. Auf diese Weise kann der Betrieb der I3C-Slave-Schnittstelle flexibel an einen anzuschließenden Datenbus, insbesondere an einen I2C-Bus oder einen I3C-Bus angepasst werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die 13C-Slave-Schnittstelle eine Detektoreinrichtung. Die Detektoreinrichtung ist dazu ausgelegt, einen angeschlossenen I3C-Bus oder einen angeschlossenen I2C-Bus zu detektieren. Die Detektoreinrichtung kann ferner dazu ausgelegt sein, die Anpassungseinrichtung zu überbrücken oder zu deaktivieren, falls ein angeschlossener I3C-Bus detektiert worden ist. Die Detektion des angeschlossenen Busses kann hierbei mittels beliebiger geeigneter Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann die Detektoreinrichtung Signale auf einem angeschlossenen Bus empfangen und analysieren. Beispielsweise kann der Typ des angeschlossenen Busses mittels einer detektierten Taktrate, übertragene Daten oder ähnlichem identifiziert werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Detektoreinrichtung den angeschlossenen Bus basierend auf einer Kommunikation mit einem Master des angeschlossenen Busses identifiziert. Ferner sind selbstverständlich auch beliebige andere Verfahren zur Detektion des angeschlossenen Busses möglich. Im Falle eines angeschlossenen I2C-Busses kann daraufhin die Anpassungsvorrichtung aktiviert bzw. in den Signalverlauf eingeschleift werden, um die Signale zwischen der I3C-Baugruppe und dem angeschlossenen I2C-Bus anzupassen. Falls ein I3C-Bus detektiert worden ist, kann die Anpassungseinrichtung überbrückt oder zumindest deaktiviert werden, sodass die Signale zwischen der I3C-Baugruppe des Slaves und dem angeschlossenen I3C-Bus nicht weiter modifiziert werden.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds für eines I3C-Slave mit einer Slave-Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds eines l3C-Slave mit einer Slave-Schnittstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 3: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zum Betreiben einer I3C-Slave-Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds eines I3C-Slaves 1 gemäß einer Ausführungsform. Der I3C-Slave 1 kann an einem I3C-Bus oder I2C-Bus 20 angeschlossen werden. Der Datenbus, insbesondere der I2C-Bus kann zwei Signalleitungen 21, 22 umfassen. Eine der beiden Signalleitungen 21 kann beispielsweise als Taktleitung (SCL = serial clock) und die andere Leitung 22 kann als Datenleitung (SDA = serial data) genutzt werden.
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Die Leitungen 21, 22 des I2C-Busses 20 können mit einer Anpassungseinrichtung 11 gekoppelt werden. Die Anpassungseinrichtung 11 verbindet die Leitungen 21, 22 des I2C-Busses 20 mit einer internen Ein-/Ausgabeeinrichtung 15 des I3C-Slave 1. Die interne Ein-/Ausgabeeinrichtung 15 ist dazu ausgelegt, Signale in einem I3C-konformen Format zu empfangen und auszusenden. Sofern des I3C-Slave 1 an einen I3C-Bus mit einem I3C-Master angeschlossen ist, können die Signale daher direkt ohne weitere Modifikation zwischen der internen Ein-/Ausgabeeinrichtung 15 und dem I3C-Bus ausgetauscht werden. In diesem Fall kann die Anpassungseinrichtung 11 beispielsweise überbrückt oder deaktiviert werden.
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Falls der I3C-Slave 1 jedoch an einen I2C-Bus 20 angeschlossen ist, erfolgt durch die Anpassungseinrichtung 11 eine Anpassung der Signale zwischen dem I2C-Bus 20 und der internen Ein-/Ausgabeeinrichtung 15.
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Beispielsweise können die Signalpegel mittels geeigneter Treiberelemente (nicht dargestellt) in der Anpassungseinrichtung 11 angepasst werden. Auf diese Weise kann gegebenenfalls die Spannung und/oder die am I2C-Bus 20 bereitgestellte Leistung angepasst werden. Darüber hinaus können beispielsweise mittels sogenannter Glitch-Filter oder anderen geeigneten Schaltungselementen eine Entprellung der Signale von dem I2C-Bus 20 erfolgen. Weiterhin ist es auch möglich, mittels Verzögerungselementen in der Anpassungseinrichtung 11 den Anstieg oder das Abfallen einer Flanke in einem Signalverlauf auf einer oder beiden Signalleitungen 21, 22 zu verzögern. Auf diese Weise kann beispielsweise die Synchronisation der Signalverläufe angepasst werden. Darüber hinaus sind auch beliebige andere geeignete Schaltungselemente zur Anpassung der Signale zwischen den internen Signalverläufen gemäß dem I3C-Standard und den Signalverläufen auf dem externen I2C-Bus möglich.
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Auf diese Weise kann mittels der Anpassungseinrichtung 11 ein I3C-Slave 1 mittels der zusätzlichen Anpassungseinrichtung 11 auch an einen externen I2C-Bus 20 angeschlossen werden.
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Um darüber hinaus einen möglichst flexiblen Einsatz des I3C-Slave 1 zu ermöglichen, kann die Anpassungseinrichtung 11 bei Bedarf auch überbrückt und/oder deaktiviert werden. Auf diese Weise kann der I3C-Slave 1 auch an einen I3C-Bus angeschlossen werden. Hierzu kann beispielsweise eine Steuereinrichtung 12 vorgesehen werden, die die Anpassungseinrichtung 11 bei Bedarf überbrückt oder zumindest deaktiviert. An der Steuereinrichtung 12 kann hierzu beispielsweise eine externe Signalisierung bereitgestellt werden. In Abhängigkeit von der externen Signalisierung kann die Steuereinrichtung 12 daraufhin die Anpassungseinrichtung 11 aktivieren bzw. deaktivieren oder auch die Anpassungseinrichtung 11 vollständig überbrücken. Als Signalisierung kann hierzu beispielsweise das Anlegen einer vorgegebenen Spannung an der Steuereinrichtung 12 verstanden werden. Beispielsweise kann hierzu ein mechanisches Schaltelement zwischen zwei Schaltzuständen hin und her geschaltet werden, um eine entsprechende Signalisierung an der Steuereinrichtung 12 bereitzustellen. Alternativ kann auch von einem weiteren elektronischen Schaltelement eine entsprechende Signalisierung an der Steuereinrichtung 12 bereitgestellt werden.
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Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 12 eine einmalig bereitgestellte Signalisierung speichern und daraufhin permanent die Anpassungseinrichtung 11 aktivieren oder deaktivieren bzw. überbrücken. Alternativ ist es auch möglich, dass der Vorgang des Aktivierens bzw. Deaktivierens oder Überbrückens der Anpassungseinrichtung 11 reversibel erfolgt. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 12 kontinuierlich die externe Signalisierung abfragen und entsprechend die Anpassungseinrichtung 11 aktivieren bzw. deaktivieren oder überbrücken.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds eines I3C-Slave 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der I3C-Slave 1 gemäß der Ausführungsform in 2 entspricht weitestgehend der zuvor beschriebenen Ausführungsform, sodass hier auf eine Wiederholung der entsprechenden Ausführungen verzichtet wurde.
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Der I3C-Slave 1 gemäß 2 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform lediglich darin, dass anstelle der Steuereinrichtung 12 eine Detektoreinrichtung 13 vorgesehen ist, welche automatisch einen angeschlossenen I2C-Bus 20 detektiert. Insbesondere kann die Detektoreinrichtung 13 zwischen einem angeschlossenen I3C-Bus und einem angeschlossenen I2C-Bus 20 unterscheiden. Falls ein I2C-Bus detektiert worden ist, wird die Anpassungseinrichtung 11 aktiviert bzw. in den Signalfluss zwischen der internen Ein-/Ausgabeeinrichtung 15 und dem I2C-Bus 20 eingeschleift. Alternativ wird, falls ein I3C-Bus detektiert worden ist, die Anpassungseinrichtung 11 deaktiviert oder überbrückt.
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Die Detektion des angeschlossenen Busses kann dabei mittels beliebiger geeigneter Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann die Detektoreinrichtung 13 die Signalverläufe auf mindestens einer der Leitungen 21, 22 des Busses analysieren, um auf den jeweils angeschlossenen I3C-Bus oder I2C-Bus zu schließen. Darüber hinaus sind jedoch auch beliebige andere Verfahren zur Detektion des jeweils angeschlossenen Busses möglich.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zum Betreiben einer 13C-Slave-Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Zunächst wird in Schritt S1 eine Anpassungseinrichtung 11 bereitgestellt. Diese Anpassungseinrichtung 11 ist dazu ausgelegt, einen I3C-Slave 1 an einen I2C-Bus anzubinden. In Schritt S2 erfolgt ein Koppeln des I3C-Slaves 1 mit der bereitgestellten Anpassungseinrichtung 11 an einen Bus. Hierbei kann der I3C-Slave 1 entweder an einen I3C-Bus oder einen I2C-Bus angeschlossen werden.
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Insbesondere kann die Anpassungseinrichtung 11 überbrückt oder deaktiviert werden, falls der I3C-Slave 1 an einen I3C-Bus gekoppelt worden ist. Entsprechend kann die Anpassungseinrichtung 11 aktiviert oder in den Signalpfad mit eingeschleift werden, falls der I3C-Slave 10 an einen I2C-Bus 20 gekoppelt worden ist.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Schnittstelle für einen I3C-Slave. Die erfindungsgemäße Schnittstelle ermöglicht es, I3C-Slaves auch an einen konventionellen I2C-Bus mit einem I2C-Master anzubinden. Hierzu ist eine zusätzliche Anpassungseinrichtung vorgesehen, welche die Signale des I2C-Busses für einen I3C-Slave anpasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012222357 A1 [0002]
