Der I2C Bus im Automobilbereich

 

Was ist I2C?

I²C (Inter-Integrated Circuit) ist ein 1982 von Philips Semiconductors (heute NXP Semiconductors) entwickelter 2 Draht serieller Datenbus. I2C ist ein einfach aufgebautes Bussystem und wird heutzutage in so gut wie jedem System mit Peripherie-Geräten verwendet. 

 

 

 

 

Wo wird I2C verwendet?

Er wird hauptsächlich geräteintern für die Kommunikation zwischen verschiedenen Schaltungsteilen benutzt, z. B. zwischen einem Controller und Peripherie-ICs. Ein Beispiel hierfür ist ein Temperatursensor Microcontroller und EEPROM. Der Microcontroller liest den Sensor aus und speichert die Daten auf dem EEPROM. Der komplette Datenaustausch erfolgt über I2C. 

 

I2C_Bus

 

 

Wo liegt die Problematik von I2C im Automotive Bereich?

Aufgrund des Vorhandenseins von nur zwei Drähten ist die Handhabung des Adressierungs- und Bestätigungsaufwands sehr komplex. Für meterlange Übertragungen ist der I2C Bus ungeeignet insbesondere im Automobilbereich, bei dem es zusätzlich viele Störeinflüsse der Signalübertragung gibt, wie die Zündung oder die Lichtmaschine. Für Fahrzeug interne Netzwerke werden hier besser geeignetere Kommunikationsprotokolle wie CAN oder RS-485 bevorzugt.

 

 

I2C ICs für den Automobilbereich

Da die I2C Bausteine wie EEPROMs schwierigeren Umwelteinflüssen und höheren Anforderungen aushalten müssen, bieten verschiedene IC Hersteller speziell für diesen Zweck gefertigte Bausteine, die eine höhere Temperaturtoleranz besitzen und weniger störanfällig sind. 

 

 

 

 

AT24C04B EEPROM MicrochipAutomotive IC Beispiel

Ein Beispiel für ein speziell für den Automotive Bereich gefertigtes IC ist der EEPROM AT24HC04B von Microchip (ATMEL), dessen Temperaturbetriebsbereich (Klasse 1) erweitert wurde und besonders energieeffizent ist. Temperaturbereich Klasse 1 : -40 ° C bis 125 ° C.

 

Werkzeuge für I2C

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Um I2C Bausteine zu testen wird ein entsprechender Master benötigt der die Slave-ICs abfrägt und gegenenfalls steuert. Der Aardvark I2C Host Adapter ist eine Schnittstelle die es Entwicklern erlaubt über Ihren PC direkt auf den I2C Bus zuzugreifen. Der Aardvark I2C/SPI Host Adapter wird über USB angeschlossen und kann die seriellen Datenströme unter Verwendung der I2C und SPI Protokolle übertragen. Mit dem Aardvark können I2C Systenkonfigurationen simuliert, entwickelt und gestet werden. Darüber hinaus besitzt dieser eine umfassende Programmier IC Bilbliothek, mit der mit einem Klick vom PC des Entwicklers der entsprechende IC programmiert werden kann.

 

 

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Um Bus- oder Übertragungsfehler bei langen Übertragungen zu identifizieren sowie deren Ursprung zu entdecken reicht aufgrund der zu kleinen Speichertiefe ein Oszilloskop nicht aus. Für das Debuggen von I2C empfiehlt sich hierbei ein Protocol Analyzer. Der Beagle I2C/SPI Analysator ist eine hoch leistungsfähige Monitoring-Lösung in einem kompakten, tragbaren Gerät.