【Linux】特别篇--SMBus 协议

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文章参考教程：SMBus协议
SMBus协议：官网

一、SMBus 简介

  SMBus 是 I2C 协议的一个子集。

有关I2C协议可以看这篇：
【STM32】标准库与HAL库对照学习教程特别篇–IIC通信原理讲解

SMBus 全称 System Management Bus，即系统管理总线。

• SMBus 是Intel与Duracell共同制订笔记本电脑所用的智能型电池（SmartBattery）时所研发的接口，首版于1995年发表。
• SMBus 也被用来连接各种设备，包括电源相关设备，系统传感器，EEPROM 通讯设备等等。
• SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线，使用 SMBus 的系
  统，设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus，而不是使用单独的控制线，这
  样可以节省设备的管脚数。
• SMBus 是基于 I2C 协议的，SMBus 要求更严格，规定了更多细节与规范。

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二、SMBus 与 I2C 区别

• VDD 的极限值不一样。I2C 协议的范围很广，甚至讨论了高达 12V 的情况，而SMBus规定了在1.8V~5V。
• 时钟频率规定不同。I2C 没有时钟频率限制，一般最常见的是100k、400k，而SMBus规定时钟频率必须在10k~100k内。
• 当设备需要处理内部事情时，可将时钟线拉低,I2C 没有规定拉低时长，而SMBus有规定时限。
  地址应答规定不同。一个 设备接收到它的设备地址后，I2C 协议没有强制要求必须发出回应信号,而SMBus：强制要求必须发出回应信号。
• 数据格式规定不同。I2C 没有定义数据的格式，格式由设备来定义，而SMBus 协议明确了数据的传输格式。
• SMBus 有低功耗的版本

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三、SMBus协议分析

3.1 符号含义

S (1 bit) : 起始位
Sr (1 bit) : 重复的起始位
P (1 bit) : 停止位
R/W# (1 bit) : Read/Write bit，读写位
A, N (1 bit) : 应答位
Address(7 bits): 地址位，7 位地址
Command Code (8 bits): 命令字节，一般用来选择芯片内部的寄存器
Data Byte (8 bits): 数据字节，8 位；如果是 16 位数据的话，用 2 个字节来表示。
Count (8 bits): 在 block 操作总，表示数据长度
[..]: 中括号表示 I2C 设备发送的数据，没有中括号表示 主机 发送的数据
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3.2 SMBus Quick Command

只是用来发送一位数据：R/W#本意是用来表示读或写，但是在 SMBus 里可以用来表示其他含义。比如某些开关设备，可以根据这一位来决定是打开还是关闭。

3.3 SMBus Receive Byte

读取一个字节，主设备 接收到一个字节后不需要发出应答信号(上图中 N 表示不回应)。

3.4 SMBus Send Byte

发送一个字节数据。

3.5 SMBus Read Byte

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再读数据，读取设备寄存器地址储存的1个字节的数据。

3.6 SMBus Read Word

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再读数据，读取设备寄存器地址储存的2个字节的数据。

3.7 SMBus Write Byte

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再写数据，向设备寄存器地址写1个字节的数据。

3.8 SMBus Write Word

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再写数据，向设备寄存器地址写2个字节的数据。

3.9 SMBus Block Read

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再读数据，先读到一个字节(Block Count)，表示后续要读的字节数，然后读取全部数据

3.10 SMBus Block Write

先发数据，发出 芯片内部的寄存器地址，再写数据，先写一个字节(Block Count)，表示后续要写的字节数，然后写全部的数据

3.11 I2C Block Read

I2C 协议的 连续读多个数据，与SMBus 的区别是不需要接收读取总的字节数

3.12 I2C Block Write

I2C 协议的 连续写多个数据，与SMBus 的区别是不需要写入总的字节数

3.13 SMBus Block Write - Block Read Process Call

先写一块数据，再读一块数据。

3.14 Packet Error Checking (PEC)

PEC 是一种错误校验码，如果使用 PEC，那么在 P 信号之前，数据发送方要发送一个字节的 PEC 码(它是 CRC-8 码)。

四、SMBus 和 I2C 的使用建议

因为很多设备都实现了 SMBus，而不是更宽泛的 I2C 协议，所以优先使用SMBus。即使 I2C 控制器没有实现 SMBus，软件方面也是可以使用 I2C 协议来模拟 SMBus。所以：Linux 建议优先使用 SMBus。