【NXP Rapid IoT评测】触摸按键没有反应——I2C死锁解除方法

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【NXP Rapid IoT评测】触摸按键没有反应——I2C死锁解除方法 [复制链接]

NXP Rapid IoT  上用I2C1上挂了很多外设，
I2C1: Sensors + Touch: FXOS8700, FXAS21002, MPL3115, ENS210, TSL25711, CCS811 (behind I2C switch), SX9500
I2C2: after I2C switch (...NTAG_I2C_EN): NT3H2211, A1006, A71

而且在开发过程中不何避免的复位重启Rapid IoT，造成了I2C时序混乱，同时又由于电池供电，而且I2C上所有设置并不是都全可以进行掉电或者硬件复件。


体现的现象   触摸按键没有反应，传感器没有数据，信号现象 SCL为高，SDA一直为低


死锁产生的原因分析如下：
     在正常情况下，I2C总线协议能够保证总线正常的读写操作。但是，当I2C主设备异常复位时(看门狗动作，板上电源异常导致复位芯片动作，手动按钮复位等等)有可能导致I2C总线死锁产生。下面详细说明一下总线死锁产生的原因。
      在I2C主设备进行读写操作的过程中.主设备在开始信号后控制SCL产生8个时钟脉冲，然后拉低SCL信号为低电平，在这个时候，从设备输出应答信号，将SDA信号拉为低电平。如果这个时候主设备异常复位，SCL就会被释放为高电平。此时，如果从设备没有复位，就会继续I2C的应答，将SDA一直拉为低电平，直到SCL变为低电平，才会结束应答信号。而对于I2C主设备来说.复位后检测SCL和SDA信号，如果发现SDA信号为低电平，则会认为I2C总线被占用，会一直等待SCL和SDA信号变为高电平。这样，I2C主设备等待从设备释放SDA信号，而同时I2C从设备又在等待主设备将SCL信号拉低以释放应答信号，两者相互等待，I2C总线进人一种死锁状态。同样，当I2C进行读操作，I2C从设备应答后输出数据，如果在这个时刻I2C主设备异常复位而此时I2C从设备输出的数据位正好为0，也会导致I2C总线进入死锁状态。

解锁方法如下：
(1) 尽量选用带复位输人的I2C从器件。
(2) 将所有的从I2C设备的电源连接在一起，通过MOS管连接到主电源，而MOS管的导通关断由I2C主设备来实现。
(3) 在I2C从设备设计看门狗的功能。


(4) 在I2C主设备中增加I2C总线恢复程序。每次I2C主设备复位后，如果检测到SDA数据线被拉低，则控制I2C中的SCL时钟线产生9个时钟脉冲(针对8位数据的情况)，这样I2C从设备就可以完成被挂起的读操作，从死锁状态中恢复过来。

(5) 在I2C总线上增加一个额外的总线恢复设备。
(6) 在I2C上串人一个具有死锁恢复的I2C缓冲器，如Linear公司的LTC4307。

硬件也设置好，而且并非每一个设备都满足上面的条件，只能选择方法（4），具体体现的代码如下：

1. static void i2c_release_bus_delay(void)
   
2. {
   
3. #if 0
   
4. #define I2C1_RELEASE_BUS_COUNT 200U
   
5.     uint32_t i = 0;
   
6.     for (i = 0; i < I2C1_RELEASE_BUS_COUNT; i++)
   
7.     {
   
8.         __NOP();
   
9.     }
   
10. #else
    
11.     App_WaitUsec(100);
    
12. #endif
    
13. }
    
14. 
    
15. void BOARD_I2C1_ConfigurePins(void)
    
16. {
    
17.     /* Port C Clock Gate Control: Clock enabled */
    
18.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_PortC);
    
19. 
    
20.     const port_pin_config_t portc10_pinC7_config = {/* Internal pull-up resistor is enabled */
    
21.                                                     kPORT_PullUp,
    
22.                                                     /* Fast slew rate is configured */
    
23.                                                     kPORT_FastSlewRate,
    
24.                                                     /* Passive filter is disabled */
    
25.                                                     kPORT_PassiveFilterDisable,
    
26.                                                     /* Open drain is enabled */
    
27.                                                     kPORT_OpenDrainEnable,
    
28.                                                     /* Low drive strength is configured */
    
29.                                                     kPORT_LowDriveStrength,
    
30.                                                     /* Pin is configured as I2C1_SCL */
    
31.                                                     kPORT_MuxAlt2,
    
32.                                                     /* Pin Control Register fields [15:0] are not locked */
    
33.                                                     kPORT_UnlockRegister};
    
34.     /* PORTC10 (pin C7) is configured as I2C1_SCL */
    
35.     PORT_SetPinConfig(PORTC, 10U, &portc10_pinC7_config);
    
36. 
    
37.     const port_pin_config_t portc11_pinB7_config = {/* Internal pull-up resistor is enabled */
    
38.                                                     kPORT_PullUp,
    
39.                                                     /* Fast slew rate is configured */
    
40.                                                     kPORT_FastSlewRate,
    
41.                                                     /* Passive filter is disabled */
    
42.                                                     kPORT_PassiveFilterDisable,
    
43.                                                     /* Open drain is enabled */
    
44.                                                     kPORT_OpenDrainEnable,
    
45.                                                     /* Low drive strength is configured */
    
46.                                                     kPORT_LowDriveStrength,
    
47.                                                     /* Pin is configured as I2C1_SDA */
    
48.                                                     kPORT_MuxAlt2,
    
49.                                                     /* Pin Control Register fields [15:0] are not locked */
    
50.                                                     kPORT_UnlockRegister};
    
51.     /* PORTC11 (pin B7) is configured as I2C1_SDA */
    
52.     PORT_SetPinConfig(PORTC, 11U, &portc11_pinB7_config);
    
53. }
    
54. 
    
55. void I2C1_ReleaseBus(void)
    
56. {
    
57.     uint8_t i = 0;
    
58.     gpio_pin_config_t pin_config;
    
59.     port_pin_config_t i2c_pin_config = {0};
    
60. 
    
61.     /* Config pin mux as gpio */
    
62.     i2c_pin_config.pullSelect = kPORT_PullUp;
    
63.     i2c_pin_config.mux = kPORT_MuxAsGpio;
    
64. 
    
65.     pin_config.pinDirection = kGPIO_DigitalOutput;
    
66.     pin_config.outputLogic = 1U;
    
67.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_PortC);
    
68.     PORT_SetPinConfig(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, &i2c_pin_config);
    
69.     PORT_SetPinConfig(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, &i2c_pin_config);
    
70. 
    
71.     GPIO_PinInit(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, &pin_config);
    
72.     GPIO_PinInit(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, &pin_config);
    
73. 
    
74.     /* Drive SDA low first to simulate a start */
    
75.     GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, 0U);
    
76.     i2c_release_bus_delay();
    
77. 
    
78.     /* Send 9 pulses on SCL and keep SDA high */
    
79.     for (i = 0; i < 9; i++)
    
80.     {
    
81.         GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, 0U);
    
82.         i2c_release_bus_delay();
    
83. 
    
84.         GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, 1U);
    
85.         i2c_release_bus_delay();
    
86. 
    
87.         GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, 1U);
    
88.         i2c_release_bus_delay();
    
89.         i2c_release_bus_delay();
    
90.     }
    
91. 
    
92.     /* Send stop */
    
93.     GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, 0U);
    
94.     i2c_release_bus_delay();
    
95. 
    
96.     GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, 0U);
    
97.     i2c_release_bus_delay();
    
98. 
    
99.     GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SCL_PIN, 1U);
    
100.     i2c_release_bus_delay();
     
101. 
     
102.     GPIO_PinWrite(BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PORT, BOARD_INITPINS_I2C1_SDA_PIN, 1U);
     
103.     i2c_release_bus_delay();
     
104. 
     
105.     BOARD_I2C1_ConfigurePins();
     
106. }

复制代码

初始上时钟后，就可以调用上述代码。

完整代码，
board.rar (6.03 KB, 下载次数: 7)

2019-3-10 17:28 上传

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替换  工程文件\RapidIot_Base\board\board.c







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零三苏九岳志

嗯不错！谢谢分享

懒猫爱飞

嗯，I2C死锁这个问题确实是存在，解决不好，确实很麻烦，谢谢楼主分享！