服务器硬件电路设计之 I2C 问答(五):I2C 总线数据传输方向如何确定、信号线上的串联电阻有什么作用?

在服务器硬件电路设计中,I2C 总线作为常用的串行通信总线,其数据传输方向的确定和信号线上串联电阻的作用是关键知识点。​

I2C 总线数据传输方向由主设备和从设备的角色以及读写位共同确定。主设备是发起通信的一方,从设备则是被寻址的对象。在通信开始时,主设备发送起始信号后,会紧接着发送从设备地址和一个读写位。当读写位为 "0" 时,表明接下来的数据传输方向是主设备向从设备写数据;当读写位为 "1" 时,则是从设备向主设备读数据。例如,在服务器中,主板上的 CPU 作为主设备与传感器等从设备通信时,若 CPU 要获取传感器的温度数据,会发送包含该传感器地址和读位的信号,随后传感器便会将数据传输给 CPU。​

信号线上的串联电阻主要有以下作用:一是阻抗匹配,I2C 总线的 SDA(数据线)和 SCL(时钟线)在传输信号时,若线路阻抗不匹配,容易产生信号反射,导致信号失真。串联电阻能有效匹配传输线的特征阻抗,减少反射,保证信号的完整性;二是限流保护,当总线上的设备发生意外短路时,串联电阻可以限制流过总线的电流,避免过大电流损坏主设备和从设备的接口电路;三是抑制信号振荡,在信号跳变瞬间,串联电阻能减缓信号的边沿变化速度,降低信号振荡的幅度,提高总线的抗干扰能力。​

综上所述,明确 I2C 总线数据传输方向的确定方式和串联电阻的作用,对服务器硬件电路的稳定设计至关重要。​

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