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MIPI I3C 接口 IP:控制器和目标器件内核

面向希望将传感器接入一条双线总线的 SoC 团队的可配置 I3C 接口 IP:Silvaco 提供五款控制器和目标器件内核,以可综合软 IP 形式交付。

五款 I3C IP 内核,按芯片的总线角色配置

每款内核均符合 MIPI I3C V1.1.1 和 I3C Basic V1.1.1,并支持带内中断。每款均可配置,
使所集成的逻辑与实际使用的功能相匹配。

I3C Advanced Controller

用于从微控制器子系统管理总线的 MIPI I3C 控制器。它分配动态地址,支持全部通用命令代码,也可作为次级控制器。通过 APB 3.0 接口,支持 SDR、HDR-DDR 和 HDR-BT,可在 1、2 或 4 条 SDA 通道上实现最高 100 Mbps 的速率。料号 76002。

I3C Advanced Target

完整的目标器件内核,逻辑规模由您确定。它具备与控制器相同的 HDR-BT 和多通道支持,并通过 APB 3.0 提供存储器映射寄存器、带流控制的 DMA 和 FIFO 选项。料号 76016。

I3C Autonomous Target

没有本地处理器?此内核无需处理器即可执行数据采集。应用只需读写一小组寄存器。内核通过 SDR、HDR-DDR 和带内中断,处理与上游控制器的全部交互。料号 76005。

Lite 版本

当硅面积约束更严格时,可选择 Lite。Lite Advanced Controller(料号 70182)和 Lite Advanced Target(料号 70183)可缩小占用面积,同时保留 SDR、HDR-DDR、带内中断和 APB 3.0。

为何选择 I3C

相较于其替代的 I2C 和 SPI 链路,所需引脚和信号路径更少。总线以更低功耗实现更高速度,内置电源管理,并降低接口处的 EMI。现有 I2C 器件也无需移除,可与 I3C 器件共享总线。

I3C 在设计中的适用场景

移动设备传感器连接

运动、光线、压力和温度传感器共享两根线。

汽车传感器网络

以更少引脚连接更多传感器,减少设计中需要处理的 EMI。

IoT 和可穿戴设备

在严格功耗预算下实现生物特征和环境感知。

从 I2C 或 SPI 迁移的设计

可逐个将器件迁移到 I3C,同时现有 I2C 器件继续工作。

料号、简介和硅验证

这些 I3C 内核属于 Silvaco PRO IP 产品线,该产品线的每款产品均已在量产硅片中得到验证。

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I3C 内核:两款控制器、两款目标器件和一款自主目标器件

V1.1.1

符合 MIPI I3C 和 I3C Basic

100 Mbps

Advanced Controller 和 Advanced Target 的 HDR-BT

1、2 或 4

多通道模式下的 SDA 通道数

软 IP

可综合内核

料号 内核 支持
I3C
76002 I3C 1.1 Advanced Controller I3C V1.1, APB 3.0, SDR, DDR, HDR-BT, IBI, 包括 I3C Basic
76005 I3C 1.1 Autonomous Target I3C V1.1, SDR, DDR, IBI, 包括 I3C Basic
76016 I3C 1.1 Advanced Target I3C V1.1, APB 3.0, SDR, DDR, HDR-BT, IBI, 包括 I3C Basic
70182 I3C Lite Advanced Controller I3C V1.1, APB 3.0, SDR, DDR, IBI, 包括 I3C Basic
70183 I3C Lite Advanced Target I3C V1.1, APB 3.0, SDR, DDR, IBI, 包括 I3C Basic
I2C
70026 APB I2C 主/从控制器 I2C V2.1, APB 2.0, SMBus 2.0, ACCESS.Bus
调试
70006 IEEE 1149.7 JTAG 控制器 IEEE Std 1149.7-2009, JTAG (IEEE 1149.1), 2 引脚访问,缩短扫描时间

SDR 表示单数据速率。HDR-DDR 和 HDR-BT 为高数据速率模式,IBI 表示带内中断。

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按总线需求配置内核

向 IP 专家介绍芯片在总线上的角色、所需数据速率及连接的
传感器。您将了解适用的 I3C IP 内核及配置、授权方式,以及
在您工艺上集成所需的工作。

I3C 接口 IP 常见问题

什么是 MIPI I3C?

MIPI I3C 是 MIPI Alliance 的串行总线标准,将 I2C 和 SPI 传感器链路整合到两根线上,并增加动态寻址、带内中断和高数据速率模式。Silvaco 的 I3C 接口 IP 符合 MIPI I3C 和 I3C Basic 1.1.1 版本。您可将其作为软 IP 综合到自己的设计中。

引脚数量和信号路径均减少,总线速度更快、功耗更低,且 EMI 更低。I3C 还支持动态地址分配和带内中断,因此传感器无需独立中断线。Silvaco 的 Advanced Controller 和 Advanced Target 支持最高 100 Mbps 的 HDR-BT,并可通过最多四条 SDA 通道实现多通道运行。

可以。I3C 向后兼容 I2C,因此现有 I2C 传感器可保留在同样的两根线上。Silvaco 的内核处理传统 I2C 消息和静态 I2C 地址,也可配合带有 50 ns 毛刺滤波器的 I2C 焊盘使用。已通过认证的 I2C 器件可继续保留在电路板上。

控制器管理总线,分配动态地址、发送通用命令代码并发起每次传输。目标器件响应控制器,并可在有数据时发出带内中断。Silvaco 的 Advanced Controller 也可承担次级控制器角色。Advanced Target 与控制器一样,可在多个通道上运行 HDR-BT。

它是在总线自身一侧无需本地处理器即可工作的目标器件。Silvaco 的 I3C Autonomous Target(料号 76005)向应用提供简单的寄存器组,通过 SDR、HDR-DDR 和带内中断管理与上游 I3C 控制器的链路。它尤其适合不含 MCU 的数据采集设计。

两者均依据 MIPI Alliance 规范开发,但用途不同。I3C 内核是用于标准 I/O 焊盘上双线传感器总线的可综合控制器和目标器件。Mixel 的 D-PHY、C-PHY 和 M-PHY 则是用于高速摄像头、显示和存储链路的硬物理层,已在九家晶圆代工厂的十二个工艺节点上通过硅验证。

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