解析DM642的I2C总线配置及应用

关键字：DM642 I2C总线
　　DM642作为高性能的视频处理芯片，被广泛应用到视频处理的很多领域，但是DM642的I2C应用容易遇到I2C、VP等死锁，以及SAA7115的从地址不能正确设置的问题。本文主要介绍的就是基于DM642的视频采集处理系统中I2C模块的正确初始化，以及通过I2C总线正确地对视频解码芯片SAA7115的寄存器读／写程序。
    　　1 I2C总线控制器的初始化
    　　I2C总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。
    　　为了正确使用DM642内置的I2C模块，首先需要正确的初始化。
    　　1.1 解锁DM642中的I2C模块
    　　在DM642的I2C应用中，容易遇到不能使用初始化I2C模块的问题，原因在于没有先解锁并使能I2C模块。在DM642的数据手册中可以看到，复位后I2C模块是处于锁定禁止状态的。也就是说，在硬件配置寄存器PERCFG中的I2CoEN位为0，所以在初始化前要在配置I2C模块控制寄存器之前，使能I2C模块。但是，如果要修改PERCFG中的内容，就要先向PCFGLOCK中写入0x10C0010C，对PERCFG解锁。通讨加下程序使能I2C模块：
     
    　　1.2 I2C模块的时钟选择
    　　I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控（multimaSTering）， 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。
    　　在使能I2C模块后，就可以对其控制寄存器进行初始化了。CPU时钟频率为600 MHz，I2C模块规定模块时钟频率必须在7～12 MHz中选值，所以设定I2C模块时钟频率为10 MHz。由图1中的计算公式可得：IPSC为OEh。由于DM642和SAA7115都支持I2C总线的400 kbps快速模式，根据IPSC的取值，由图1可知d=5。由此可以设定：ICCL=7，ICCH=8。
   
    　　1.3 设置从地址时容易遇到的问题
    　　需要注意的是，在DM642的I2C应用中经常会遇到不能正确读／写从设备的问题。这是因为DM642对I2C模块的从地址寄存器设置不同于其他芯片的I2C应用。在标准I2C协议中，器件的7位地址格式要将地址和读／写方向位一同送入从地址寄存器。但是，DM642的I2C的应用中只需要向从地址寄存器中送入7位器件地址，读／写方向位由DM642自动生成。例如，SAA7115的标准I2C写从地址为40H，如图2所示。
   
    　　标准I2C协议中包括21H的地址信息和最后1位（读／写方向位），DM642只需将21H送入从地址寄存器。如果送入40H，将会导致读／写错误。
    　　2 I2C读／写软件设计
    　　2.1 配置模式寄存器I2CMDR
    　　对SAA7115的每个子地址操作后，其地址指针会自动增加，但是它的可配置寄存器的自地址并不是连续分布的。所以将I2C工作模式寄存器（I2CMDR）配置为计数模式。每次执行I2C_write（）只传送一次数据，通过多次调用I2C_write（）来完成SAA7115的初始化。先向I2CMDR写入4620H，当读取SAA7115的寄存器时，设置为无重复主接收模式，并向I2CMDR写入4420H。
    　　2.2 配置从地址寄存器I2CDXR
    　　DM642对SAA7115的配置是通过寻址来实现的。当DM642向解码芯片SAA7115写数据时，通过I2C总线发送寻址指令，将右移位后的SAA7115的7位从地址写入I2CDXR寄存器。以下是初始化程序：
   
   
    　　2.3 I2C对SAA7115的读／写程序设计
    　　综上所述，图3和图4为DM642对SAA7115的读／写程序流程。
   
    　　3 结 语
    　　本文设计的程序经过运行证明，通过I2C总线控制寄存器的配置，DM642对视频解码芯片SAA7115读／写正确，完成了对视频信号输入制式、视频信号通道选择、视频数据输出格式、同步信号插入位置、亮度色度及对比度设定、同步信号输入开关、视频采集量化启动和关闭等内部寄存器的设置。