通过SerDes远端I²C接口访问16位I²C外设寄存器地址
本应用笔记介绍如何通过吉比特多媒体串行链路(gmsl) serdes的远端i²c接口访问16位寄存器地址。
引言
maxim吉比特多媒体串行链路(gmsl)串行器/解串器(serdes)系列包括max9249、max9259、max9260、max9263和max9264，具有uart/i²c转换器，用于远端控制i²c接口外设。这些外设包括相机传感器、i/o端口扩展器、音频模/数转换器(adc)和数/模转换器(dac)，以及led照明。
在gmsl数据资料和相关技术文件中，通过uart端口直接连接至电子控制单元(ecu)的一端被称为“本地端”，另一端被称为“远端”。
i²c外设接口是控制通道基本模式中的默认设置。gmsl系列serdes只转换器件地址不同于gmsl串行器或解串器地址的uart数据包。uart/i²c转换器接收(比如)汽车ecu发出的uart读或写数据包，并将其转换为i²c主控制器协议。
i²c接口支持外设使用的多种不同格式，有或没有变址寄存器以及8为或16位变址寄存器地址均可，通过远端寄存器位i2cmethod (寄存器0x05位7)设置实现。
对于没有变址寄存器的外设：
设置i2cmethod = 1，按照标准gmsl uart协议发送读/写数据包。uart/i²c转换器将去掉读/写数据包中的8位寄存器地址，如图1所示。
图1. 命令模式(i2cmethod = 1)下uart和i²c之间的格式转换
对于采用8位变址寄存器的外设：
设置i2cmethod = 0，按照标准gmsl uart协议发送读/写数据包，如图2所示。
图2. 带有寄存器地址(i2cmethod = 0)时，uart和i²c之间的格式转换
对于采用16位变址寄存器的外设：
3.1. 写操作。设置i2cmethod = 1，按照标准gmsl uart协议产生写数据包。将16为变址寄存器地址置于数据的前2个字节，使字节的数量等于发送数据的原始数量加2。uart/i²c转换器将去掉标准写数据包中的8位寄存器地址，如图1所示。
例如，如果外设需要16位变址寄存器和8位数据，类似于：
假设device_address = 0x22，index_register_address = 0x3344，及data = 0x55。主控ecu需要将数据包0x79 + 0x22 + 0x00 + 0x03 + 0x33 + 0x44 + 0x55写入uart端口，然后读取来自uart端口的ack字节，检查写操作是否成功。
0x79为同步字节，
0x22为带有写操作指示的器件地址，
0x00为虚拟字节，可为任意值；uart/i²c转换器在转换时将其删除，
0x03为字节数量，
0x33为16位变址寄存器地址的高位字节，
0x44为16为变址寄存器地址的低位字节，
0x55为8位数据。
uart/i²c转换器之后，数据包将变为：
3.2. 读操作。完成写操作需要2个uart数据包，1个写数据包后跟1个读数据包。写数据包设置变址寄存器地址，读数据包读取数据。
假设外设的器件地址和变址寄存器地址相同，需要读取1个数据字节，需按以下步骤进行：
设置i2cmethod = 1，
ecu发送写数据包0x79 + 0x22 + 0x00 + 0x02 + 0x33 + 0x44至uart端口，
ecu从uart端口读取ack字节，
ecu发送读数据包0x79 + 0x23 + 0x00 + 0x01至uart端口，
ecu从uart端口读取ack字节，
然后ecu从uart端口读取数据。
对于写数据包：
0x79为同步字节，
0x22为带有写操作指示的器件地址，
0x00为虚拟字节，可为任意值；uart/i²c转换器在转换时将其删除，
0x02为字节数量，
0x33为16位变址寄存器地址的高位字节，
0x44为16位变址寄存器地址的低位字节。
对于读数据包：
0x79为同步字节，
0x23为带有读操作指示的器件地址，
0x00为虚拟字节，可为任意值；uart/i²c转换器在转换时将其删除，
0x01为字节数量。
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在gmsl数据资料和相关技术文件中，通过uart端口直接连接至电子控制单元(ecu)的一端被称为“本地端”，另一端被称为“远端”。
i²c外设接口是控制通道基本模式中的默认设置。gmsl系列serdes只转换器件地址不同于gmsl串行器或解串器地址的uart数据包。uart/i²c转换器接收(比如)汽车ecu发出的uart读或写数据包，并将其转换为i²c主控制器协议。
i²c接口支持外设使用的多种不同格式，有或没有变址寄存器以及8为或16位变址寄存器地址均可，通过远端寄存器位i2cmethod (寄存器0x05位7)设置实现。
对于没有变址寄存器的外设：
设置i2cmethod = 1，按照标准gmsl uart协议发送读/写数据包。uart/i²c转换器将去掉读/写数据包中的8位寄存器地址，如图1所示。
图1. 命令模式(i2cmethod = 1)下uart和i²c之间的格式转换
对于采用8位变址寄存器的外设：
设置i2cmethod = 0，按照标准gmsl uart协议发送读/写数据包，如图2所示。
图2. 带有寄存器地址(i2cmethod = 0)时，uart和i²c之间的格式转换
对于采用16位变址寄存器的外设：
3.1. 写操作。设置i2cmethod = 1，按照标准gmsl uart协议产生写数据包。将16为变址寄存器地址置于数据的前2个字节，使字节的数量等于发送数据的原始数量加2。uart/i²c转换器将去掉标准写数据包中的8位寄存器地址，如图1所示。
例如，如果外设需要16位变址寄存器和8位数据，类似于：
假设device_address = 0x22，index_register_address = 0x3344，及data = 0x55。主控ecu需要将数据包0x79 + 0x22 + 0x00 + 0x03 + 0x33 + 0x44 + 0x55写入uart端口，然后读取来自uart端口的ack字节，检查写操作是否成功。
0x79为同步字节，
0x22为带有写操作指示的器件地址，
0x00为虚拟字节，可为任意值；uart/i²c转换器在转换时将其删除，
0x03为字节数量，
0x33为16位变址寄存器地址的高位字节，
0x44为16为变址寄存器地址的低位字节，
0x55为8位数据。
uart/i²c转换器之后，数据包将变为：
3.2. 读操作。完成写操作需要2个uart数据包，1个写数据包后跟1个读数据包。写数据包设置变址寄存器地址，读数据包读取数据。
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ecu从uart端口读取ack字节，
ecu发送读数据包0x79 + 0x23 + 0x00 + 0x01至uart端口，
ecu从uart端口读取ack字节，
然后ecu从uart端口读取数据。
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