I3C 是什么以及有何用途？

I3C（改進的內部集成電路）是一種串行通信接口規范，旨在解決 I2C 和 SPI 傳統接口的局限性和功能缺乏問題。根據 MIPI 聯盟的說法，I3C 具有三個目標：

1. 使傳感器通信實現標準化。
2. 減少傳感器系統集成中使用的物理引腳數量。
3. 支持低功耗、高速以及 I2C 和 SPI 當前涵蓋的其他關鍵特性。

為了實現這些目標，I3C 結合并增強了 I2C 和 SPI 的關鍵屬性和功能，旨在提供更高性能的協議。I3C 提供的一些功能包括帶內中斷、帶內目標復位、比 I2C 更快的速度，以及比 SPI 更少的必要線路，同時功耗低于當前的傳統接口。此外，I3C 還向后兼容 I2C。

由于與 SPI 或 I2C 相比功能有所增加，I3C 可以幫助服務器、筆記本電腦和企業客戶改進下一代設計。此外，I3C 還促成了 DDR5 的出現。

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如何查找兼容 I3C 的無源多路復用器？

有許多特性會影響無源多路復用器是否可被視為兼容 I3C。本文重點介紹了最重要的幾個：導通電容、配置、電壓、帶寬和拓撲。雖然這些特性是選擇無源多路復用器時要考慮的最常見要求，但該列表并非詳盡無遺。根據應用的不同，其他特性也會影響無源多路復用器的選擇。

導通電容

I3C 需要考慮的其中一項最重要的規格是有限的總線容量。I2C 每條總線具有 400pF 的限制，而 I3C 將該限制大幅降低至 50pF。為了給布線電容、控制器電容和總線上的外設電容留出足夠的空間，多路復用器的導通電容不得超過 10pF。但是，建議使用導通電容小于 5pF 的多路復用器，以防止多路復用器對總線的容性負載產生較大影響。此外，布線必須盡可能短，以便為驅動器、多路復用器和外設電容留出更多的裕度。

圖 1 I3C 總線容性負載

單個 I3C 驅動器可以與多條總線通信。添加多路復用器可以將各個 I3C 外設總線的電容分開，從而允許系統的總電容超過 50pF 的最大值，同時將任何給定總線的電容保持在 50pF 以下。

配置

最常見的 I3C 模式是標準數據速率 (SDR) 模式。這是一種兩線制協議，包含單個時鐘和單條數據線。兩線制協議通常需要雙通道 2:1 (SPDT) 器件，以便從單個控制器與兩個外設控制器進行通信。但是，也可以使用雙通道 4:1 器件，以便進一步擴展單個控制器的功能。由于分配給 I3C 的總線電容要低得多，因此可能會出現其中一條總線接近 50pF 總線限制的情況，因此無法添加另一個器件。借助多路復用器，可以擴展單個控制器可以通信的外設數量。

電壓電平

I3C 的目標電壓為 1.2V、1.8V 和 3.3V，因此用于 I3C 應用的任何多路復用器均必須至少支持這些電壓電平。但是，這并不會極大地限制多路復用器的選擇，因為大多數 TI 多路復用器均可以支持高達 3.3V 的信號通過。

帶寬

I3C 時鐘使用方波，最大時鐘速率為 12.5MHz。為了保持時鐘信號的完整性，多路復用器必須具有足夠大的帶寬來處理該信號。對于此類時鐘和數據信號，建議帶寬比輸入頻率高 5 至 7 倍。因此，多路復用器的帶寬必須至少為 62.5MHz。此外，系統的帶寬會受 Con 和 Ron 的影響，因此建議將 Ron 保持在 10 歐姆以下，以保持系統的高帶寬。

拓撲

I3C 要求與推挽式拓撲兼容。由于 I3C 可以與 I2C 外設共享總線，因此可能會出現同時需要推挽和開漏的情況。該要求并不限制模擬開關或多路復用器的可選選項，因為這些器件是能夠同時支持開漏和推挽式拓撲的無源多路復用器。

表 1 列出了無源多路復用器中要考慮的關鍵 I3C 規格，但可能有更多的要求會影響選擇使用哪個多路復用器。為了便于選擇，請使用經過過濾的產品選擇表，而表 1 列出了滿足相關規格的所有可能多路復用器選項。