由于I²C信号质量容易受寄生电容影响，时序一致性测试对保障通信稳定至关重要。本文将通过实例应用教您一秒钟完成时序测试，快速分析I²C信号脉宽、幅值、边沿、建立时间、保持时间等多种组合参数。
一、I²C总线介绍
I²C总线是Philips公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。I²C总线用于连接微控制器及其外围设备。
图1 I²C器件选择
物理结构上，I²C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。
· SCL（串行时钟线）：上升沿将数据输入到每个EEPROM器件中；下降沿驱动EEPROM器件输出数据。
· SDA（串行数据线）：双向数据线，为OD门，与其它任意数量的OD与OC门成“线与”关系。
图2 I²C总线内部结构
I²C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。
I²C有三种速率，如下：
· 普通模式（100kHz）；
· 快速模式（400kHz）；
· 高速模式（3.4MHz）。
I²C总线数据有效性
I²C总线进行数据传送时，时钟信号SCL为高电平期间，数据线SDA上的数据必须保持稳定，只有在时钟线SCL上的信号为低电平期间，数据线SDA上的高电平或低电平状态才允许变化，如图3所示。
图3 数据有效性
二、I²C时序分析软件
I²C通信时序传统的测试方法，需要人工定位每一项参数并单独卡光标测量，平均测试一组数据的时间约为30~60分钟，不仅效率低，而且容易引入读数误差甚至错误。ZDS5000系列示波器创新的I²C时序分析功能，可极大地提高测算效率，保持数据一致性。
使用I²C时序分析软件，它能够在极短的时间内完成总线信号的DC特性和AC特性分析，并与器件手册标称参数做对比，直接输出测试结果（Pass/Fail），同时支持报表导出，省去人工录入数据的烦恼，极大地提升测试效率。具体测试界面如下图4所示。
图4 I²C时序分析界面
I²C时序分析测试参数
I²C时序除了要分析其解码情况，还需验证是其否满足I²C的AC特性标准，I²C时序分析功能测试参数及手册标称如表1所示，包括时钟频率、起始信号/数据信号建立时间、起始信号/数据信号保持时间、时钟低/高电平时间和总线空闲时间等十几项测试参数。
下图5中黄色部分为测试项目所对应的测试具体位置。
图5 I²C测试项目
三、I²C时序分析实例应用
