(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811504403.4
(22)申请日 2018.12.10
(71)申请人 天津光电通信技术有限公司
(72)发明人 曹军伟 陈伟峰 刘佳
(74)专利代理机构 天津中环专利商标代理有限
公司 12105
代理人 胡京生
(51)Int.Cl.
G06F 13/38(2006.01)
(54)发明名称一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法(57)摘要本发明涉及一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法，一个文件结点去挂载多个扩展芯片，先理解PCA9548A的从地址，从地址命名规则所示：前4位是固定值，A 2，A 1，A 0器件的从地址，与硬件的连接相关，一个文件结点最多可以 挂载8个9548A扩展芯片，在打开文件结点函数后，需要绑定器件从地址，函数原型如下：ioctl(fd ,I2C_SLAVE_FORCE ,Address)；其中Address是IIC 器件前7位地址，绑定不同的从器件地址，就能访问不同的PCA9548A芯片，利用PCA9548A选路机制，选通连接光模块，控制多个光模块。节省了zynq的I/O和中断资源， 降低了成产的成本。权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 109558351 A 2019.04.02
C N 109558351
A
1.一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法，其特征在于：所述PCA9548A扩展芯片包括PCA9548A芯片U31和PCA9548A芯片U32，电路连接为：
电阻R160与PCA9548A芯片U31的24脚和22脚并联，电阻R158与PCA9548A芯片U31的24脚和3脚并联，电阻R156与PCA9548A芯片U31的24脚和1脚并联，PCA9548A芯片U31的24脚接UCC_3U3，PCA9548A芯片U31的1脚2脚、21脚和12脚接地，电阻R157与PCA9548A芯片U32的24脚和3脚并联，电阻R179与PCA9548A芯片U32的24脚和1脚并联，PCA9548A芯片U32的24脚接UCC_3U3，PCA9548A芯片U32的1脚2脚、21脚和12脚接地，PCA9548A芯片U31的22脚和PCA9548A芯片U32的22脚相接并通过时钟线SFP_9548A_SCL与ZYNQ的PL的IIC时钟线连接；
PCA9548A芯片U31的23脚和PCA9548A芯片U32的23脚相接并通过数据线SFP_9548A_SDA 与ZYNQ的PL的IIC数据线连接；
PCA9548A芯片U31的5脚和4脚为一路IIC接口、7脚和6脚为一路IIC接口、9脚和8脚为一路IIC接口、11脚和10脚为一路IIC接口、14脚和13脚为一路IIC接口、16脚和15脚为一路IIC 接口、18脚和17脚为一路IIC接口、20脚和19脚为一路IIC接口，共扩展为8路IIC接口，每路IIC接口通过时钟线SCL_SFP<15..0>连接一个光模块的时钟线；
PCA9548A芯片U32的5脚和4脚为一路IIC接口、7脚和6脚为一路IIC接口、9脚和8脚为一路IIC接口、11脚和10脚为一路IIC接口、14脚和13脚为一路IIC接口、16脚和15脚为一路IIC 接口、18脚和17脚为一路IIC接口、20脚和19脚为一路IIC接口，共扩展为8路IIC接口，每路IIC接口通过时钟线SDA_SFP<15..0>连接一个光模块的时钟线；
PCA9548A芯片U31和PCA9548A芯片U32共扩展为16路IIC接口，共连接16个光模块；
利用PCA9548A扩展芯片实现IIC扩展的方法步骤如下：利用一个结点扩展多个PCA9548A扩展芯片，利用不同的从地址去访问PCA9548A扩展芯片；一个文件结点去挂载多个PCA9548A扩展芯片，首先要先理解PCA9548A扩展芯片的从地址，PCA9548A扩展芯片也是一个IIC器件，其从地址命名规则见表1：
表1为从地址命名规则
A1A0
1110A
其中前4位1.1.1.0是固定值，A2，A1，A0是器件的从地址，与硬件的连接相关，即A2，A1，A0在硬件上可以分别置为高低电平，置低电平对应是0，置高电平对应的是1，例如，PCA9548A芯片U31的A2，A1，A0全部与地线相连，即全部置低电平，则PCA9548A芯片U31芯片最终的从地址是1110000，对应16进制是0x70，PCA9548A芯片U32的A2，A1与地线相连，A0与高电平相连，则PCA9548A芯片U32芯片最终的从地址是1110001，对应的16进制是0x71，从3位可选的从地址可知，一个IIC文件结点最多可以挂载8个PCA9548A扩展芯片，在打开文件结点函数后，需要绑定器件从地址，函数原型如下：
fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR)；
ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, Address)；
open函数是linux硬件设备操作函数，其原型是int open (const char * pathname, int flags)；在上述例中，const char * pathname对应的是"/dev/i2c-0"，表示I2C文件结点所在的路径，flags对应O_RDWR，表示以可读可写的方式打开文件，函数执行成功就会返回文件描述符即fd；
ioctl是设备驱动程序中对设备I/O通道进行管理的函数，它的参数个数如下：int ioctl(int fd,int cmd,…)；其中fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标识符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，在上述函数中，cmd对应的是
I2C_SLAVE_FORCE，该命令是将设备从地址传递给总线，其中Address是IIC器件前7位地址，绑定不同的从器件地址，就能够访问不同的PCA9548A扩展芯片，访问到不同的扩展芯片后，就能够利用PCA9548A扩展芯片选路机制，选通连接光模块，然后就能够控制光模块，在上述例中，PCA9548A芯片U31的从地址为0x70，即Address为0x70，PCA9548A芯片U32的从地址为0x71，即Address为0x71。
一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种光信号汇聚类设备，特别涉及一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC 扩展的方法，用于实现多路光模块的控制，一个ZYNQ的IIC文件结点能够连接8路PCA9548a 芯片，每路PCA9548a芯片可以扩展出8路IIC接口，每路IIC接口连接一个光模块，这样就能够通过一个IIC文件结点控制64个光模块，大大提高了IIC文件结点的利用率。
背景技术
[0002]利用ZYNQ7000现有的IIC去控制光模块，往往达不到项目规定的数目，毕竟现有的光汇聚系列设备已经达到TB/s级，所以如何能够用现有的ZYNQ所提供的IIC接口去控制更多的光模块，是众多硬件工程师探讨和研究的课题。
[0003]在现有的技术手段中，ZYNQ的I/O和中断资源是有限的，如果利用现有技术去扩展IIC文件结点，为了实现多个光模块的控制，需要ZYNQ扩展多个IIC文件结点，每个文件结点连接一个PCA9548a芯片，如果为了控制8个PCA9548a，那么就需要ZYNQ扩展出8个IIC文件结点，势必会占用ZYNQ大量的I/O资源和中断资源，提高了成本。
发明内容
[0004]为了克服ZYNQ7000提供的IIC接口数目有限的问题，如何利用现有的几个IIC接口去控制多个IIC，本发明提供了一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法，可以用较低的成本实现多个IIC接口的控制。
[0005]本发明采用的技术方案是：一种用PCA9548A扩展芯片进行IIC扩展的方法，其特征在于：所述PCA9548A扩展芯片包括PCA9548A芯片U31和PCA9548A芯片U32，电路连接为：电阻R160与PCA9548A芯片U31的24脚和22脚并联，电阻R158与PCA9548A芯片U31的24脚和3脚并联，电阻R156与PCA9548A芯片U31的24脚和1脚并联，PCA9548A芯片U31的24脚接UCC_3U3，PCA9548A芯片U3
1的1脚2脚、21脚和12脚接地，电阻R157与PCA9548A芯片U32的24脚和3脚并联，电阻R179与PCA9548A芯片U32的24脚和1脚并联，PCA9548A芯片U32的24脚接UCC_3U3，PCA9548A芯片U32的1脚2脚、21脚和12脚接地，PCA9548A芯片U31的22脚和PCA9548A芯片U32的22脚相接并通过时钟线SFP_9548A_SCL与ZYNQ的PL的IIC时钟线连接；
PCA9548A芯片U31的23脚和PCA9548A芯片U32的23脚相接并通过数据线SFP_9548A_SDA 与ZYNQ的PL的IIC数据线连接；
PCA9548A芯片U31的5脚和4脚为一路IIC接口、7脚和6脚为一路IIC接口、9脚和8脚为一路IIC接口、11脚和10脚为一路IIC接口、14脚和13脚为一路IIC接口、16脚和15脚为一路IIC 接口、18脚和17脚为一路IIC接口、20脚和19脚为一路IIC接口，共扩展为8路IIC接口，每路IIC接口通过时钟线SCL_SFP<15..0>连接一个光模块的时钟线；
PCA9548A芯片U32的5脚和4脚为一路IIC接口、7脚和6脚为一路IIC接口、9脚和8脚为一路IIC接口、11脚和10脚为一路IIC接口、14脚和13脚为一路IIC接口、16脚和15脚为一路IIC 接口、18脚和17脚为一路IIC接口、20脚和19脚为一路IIC接口，共扩展为8路IIC接口，每路
IIC接口通过时钟线SDA_SFP<15..0>连接一个光模块的时钟线；
PCA9548A芯片U31和PCA9548A芯片U32共扩展为16路IIC接口，共连接16个光模块；
利用PCA9548A扩展芯片实现IIC扩展的方法步骤如下：利用一个结点扩展多个PCA9548A扩展芯片，利用不同的从地址去访问PCA9548A扩展芯片；一个文件结点去挂载多个PCA9548A扩展芯片，首先要先理解PCA9548A扩展芯片的从地址，PCA9548A扩展芯片也是一个IIC器件，其从地址命名规则见表1：
表1为从地址命名规则
A1A0
1110A
其中前4位1.1.1.0是固定值，A2，A1，A0是器件的从地址，与硬件的连接相关，即A2，A1，A0在硬件上可以分别置为高低电平，置低电平对应是0，置高电平对应的是1，例如，PCA9548A 芯片U31的A2，A1，A0全部与地线相连，即全部置低电平，则PCA9548A芯片U31芯片最终的从地址是1110000，对应16进制是0x70，PCA9548A芯片U32的A2，A1与地线相连，A0与高电平相连，则PCA9548A芯片U32芯片最终的从地址是1110001，对应的16进制是0x71，从3位可选的从地址可知，一个IIC文件结点最多可以挂载8个PCA9548A扩展芯片，在打开文件结点函数后，需要绑定器件从地址，函数原型如下：
fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR)；
ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, Address)；
open函数是linux硬件设备操作函数，其原型是int open (const char * pathname, int flags)；在上述例中，const char * pathname对应的是"/dev/i2c-0"，表示I2C文件结点所在的路径，flags对应O_RDWR，表示以可读可写的方式打开文件，函数执行成功就会返回文件描述符即fd；
ioctl是设备驱动程序中对设备I/O通道进行管理的函数，它的参数个数如下：int ioctl(int fd,int cmd,…)；其中fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标识符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，在上述函数中，cmd对应的是
I2C_SLAVE_FORCE，该命令是将设备从地址传递给总线，其中Address是IIC器件前7位地址，绑定不同的从器件地址，就能够访问不同的PCA9548A扩展芯片，访问到不同的扩展芯片后，就能够利用PCA9548A扩展芯片选路机制，选通连接光模块，然后就能够控制光模块，在上述例中，PCA9548A芯片U31的从地址为0x70，即Address为0x70，PCA9548A芯片U32的从地址为0x71，即Address为0x71。
[0006]本发明的有益效果是：本申请通过一个IIC文件结点扩展了两片PCA9548A芯片，每片PCA9548a能够连接8路IIC，两片PCA9548a能够扩展出16路IIC，本申请还可以请通过一个IIC文件结点扩展八片PCA9548A芯片，每片PCA958能够连接8路IIC,8片PCA9548就能扩展出64路IIC，那么就能够通过一个I
IC文件扩展了64路IIC接口，控制了64个光模块，即，将八片PCA9548A芯片的22脚脚相接并通过时钟线SFP_9548A_SCL与ZYNQ的PL的IIC时钟线连接；将八片PCA9548A芯片的23脚相接并通过数据线SFP_9548A_SDA与ZYNQ的PL的IIC数据线连接；每片PCA9548A芯片的5脚和4脚为一路IIC接口、7脚和6脚为一路IIC接口、9脚和8脚为一路IIC接口、11脚和10脚为一路IIC接口、14脚和13脚为一路IIC接口、16脚和15脚为一路IIC接口、18脚和17脚为一路IIC接口、20脚和19脚为一路IIC接口，共扩展为8路IIC接口，每路IIC 接口通过时钟线SCL_SFP<63..0>和数据线SDA_SFP<63..0>连接一个光模块的时钟线和数
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议