KV260单板PS控制设置IIC开关芯片

由 judy 提交于周一, 25 七月 2022 - 15:52

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在KV260单板中有一个IIC控制的4选1路开关芯片TAC9546A，使用时通过IIC设置该芯片选择IIC通道，PS中输出一路IIC可以控制4路IIC设备。

IIC协议
在介绍IIC SWITCH之前，先简单介绍一下IIC协议，如何使用PL实现IIC控制需要对IIC协议非常熟悉，如果使用PS控制IIC，只需要对IIC协议了解就可以。

IIC协议比较常用，不了解的朋友，建议参考两个文档一个是Xilinx的pg090，另一个是Philips Semiconductors I2C-bus Specification。
<center><img src="http://xilinx.eetrend.com/files/2022-07/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100562425-26…; alt=""></center>

IIC总线主从设备之间通信主要包括4部分：

• START

• Slave Address

• Data Transfe

r• STOP

通常的IIC通信中Data Transfer中先发送地址再发送数据，但IIC SWITCH芯片 TAC9546A有一些差异，发送完Slave Address后直接发送数据，读操作时，再发送完Slave Address后直接读取数据，下一节会具体介绍。

IIC SWITCH
TAC9546A
在KV260通过HDA引脚连接TAC9546A，使用TAC9546A输出3个通道，分别连接两路MIPI摄像头和一路树莓派摄像头。
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写寄存器
通过往IIC SWITCH控制寄存器中写入数据，来选择IIC通道B3、B2、B1、B0分别对应通道3、通道2、通道1和通道0四路输出。例如到选择通道2时写入0x02。
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通过IIC发送写寄存器命令时，先发送Slave Address，然后发送控制寄存器要写入的值。Slave Address中高4位固定，低3位A2A1A0可配置，在KV260中设置为100，所以Slave Address为1110100，0x74。
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读寄存器
在写入寄存器后，为了验证是否写入正常，读取寄存器值。读取时先发送Slave Address，然后接收控制寄存器值。
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PS中加入IIC
在KV260中使用EMIO，而不是MIO，需要在vivado中进行如下设置：
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iic_sda和iic_scl都要使用IOBUF，iic_scl_io和iic_sda_io使用inout端口设置。
IOBUF iic_scl_iobuf
(.I(iic_scl_o),
.IO(iic_scl_io),
.O(iic_scl_i),
.T(iic_scl_t));
IOBUF iic_sda_iobuf
(.I(iic_sda_o),
.IO(iic_sda_io),
.O(iic_sda_i),
.T(iic_sda_t));

PS 读写 IIC SWITCH
在读写IIC时，可以使用轮询模式和中断模式，因为轮询模式较为简单，所以本次设计使用轮询模式。

写IIC SWITCH寄存器：

int i2c_switch_write(XIicPs *InstancePtr, u8 IIC_ADDR, u8 Data)
{
int Status;
u8 wr_data = Data;
Status = XIicPs_MasterSendPolled(InstancePtr, &wr_data, 1, IIC_ADDR);
while (XIicPs_BusIsBusy(InstancePtr));
return Status;
}

读IIC SWITCH寄存器：

char i2c_switch_read(XIicPs *InstancePtr, u8 IIC_ADDR)
{
u8 rd_data;
XIicPs_MasterRecvPolled(InstancePtr, &rd_data, 1, IIC_ADDR);
while (XIicPs_BusIsBusy(InstancePtr));
return rd_data;
}

ILA调试
在PL中通过ILA观察IIC读写时序。

写寄存器：Slave Address为0x74，先发高bit后发低bit，发送完7bitSlave Address1110100后，发送0，该位表示写操作，等待IIC SWITCH发送ACK，然后发送数据0x02，等待ACK后发送停止位。
<center><img src="http://xilinx.eetrend.com/files/2022-07/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100562425-26…; alt=""></center>

读寄存器：Slave Address为0x74，先发高bit后发低bit，发送完7bitSlave Address1110100后，发送1，该位表示读操作，等待IIC SWITCH发送ACK，然后发送数据0x02，无应答，发送停止位。
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主要事项
使用PS控制IIC时，要特别注意SlaveAddress，本次使用1110100，换算成十六进行位0x74，不要写成8bit11101000，这样芯片没有ACK。