AR# 61861

Zynq-7000 SoC、I2C - Zynq PS I2C コントローラーにグリッチ フィルターがインプリメントされない

説明

I2C コントローラー仕様 v2.1 では、高速モードで SDA および SCL ライン上で最大 50ns にわたりグリッチをフィルター処理することが指定されています。

Zynq-7000 SoC PS7 の I2C コントローラーでは、グリッチをフィルター処理する回路がインプリメントされません。 

SDA または SCL ライン上のグリッチが原因で、信号ラインに一時的にフォルス トリガーが発生することがあります。 

SDA 上のグリッチにより、不正な START 条件または不正な STOP 条件が認識され、バス プロトコルが切断されることがあります。 

SCL 上のグリッチにより、データ転送が不正となり、バス プロトコルが切断されることがあります。 

どちらの場合でも、データ転送が破損し、バスが停止する可能性があります。

この状況を回避するため、SDA および SCL ラインからグリッチをフィルター処理する回路をインプリメントする必要があります。
 

ソリューション

影響

深刻な問題です。

コントローラーに信号を送信する前に、SCL および SDA 上のグリッチをフィルター処理する回路を外部にインプリメントする必要があります。

 

回避策:

次の方法を使用すると、Zynq のプログラマブル ロジック部分または CPLD のような外部プログラマブル デバイスで問題を回避できます。

グリッチ フィルター回路には、SDA および SCL 信号にメタスタビリティ フロップとデバウンサー ロジックが含まれます。

このロジックは、SDA および SCL 信号で発生するグリッチをサンプリングできるだけの速さのある高速なクロック ドメインでのみ動作します。

SDA および SCL 信号は、メタスタビリティが除去するため、3 段のシンクロナイザーを通過します。

このロジックには、グリッチをフィルター除去するために高速なクロックが必要で、クロックの周波数には最低でも 40 MHz 必要です。

ただし、高い周波数のクロック ソースを使用すると、メタスタビリティ フリップフロップがあるために、フィルター処理するグリッチを拡張する可能性は大幅に削減されます。

推奨されるクロック周波数は 100MHz です。

グリッチのフィルター処理の手順 :

  1. SDA または SCL 信号の遷移を検出します。

    SDA と SCL に個別のグリッチ フィルター回路をインプリメントする必要があります。


  2. エッジが検出されたら、カウンターにデバウンスに必要なクロック サイクル数を読み込みます (この結果 SDA および SCL 信号のデバウンスが 50 ns になるはずです)。
    カウンターをデクリメントします。
     
  3. カウンターが 0 にデクリメントされるまで、出力ラインのバスの前のステートをアサートします。
    信号値が変化したら、信号値を変更せずにカウンターをリセットします。
    これにより、グリッチが除去されます。
     
  4. カウンターが 0 にデクリメントされても信号が変化しない場合は、出力信号に SCL と SDA の新しい値を割り当てます。


注記 : SCL と SDA のタイミング関係が変化しないようにするため、SCL および SDA 信号の両方を 50ns でデバウンスする必要があります。

添付されているコードの抜粋を例として参照してください。  

対象となる構成:

I2C コントローラーをマスターとして使用するすべての Zynq デバイス 

影響するデバイス リビジョン:

すべて。修正の予定はありません。

(Xilinx Answer 47916) - 「Zynq-7000 AP SoC デバイス - シリコン リビジョン間の相違点」を参照してください。

解決策:                

これはサードパーティのエラッタです。修正の予定はありません。

添付ファイル

関連添付ファイル

タイトル サイズ ファイルタイプ
filter.vhd 7 KB VHD
debounce.vhd 7 KB VHD

アンサー レコード リファレンス

マスター アンサー レコード

Answer Number アンサータイトル 問題の発生したバージョン 修正バージョン
47916 Zynq-7000 SoC デバイス - シリコン リビジョン間の相違点 N/A N/A
AR# 61861
日付 05/28/2018
ステータス アクティブ
種類 デザイン アドバイザリ
デバイス