I3C 是什么以及有何用途？

I3C（改进的内部集成电路）是一种串行通信接口规范，旨在解决 I2C 和 SPI 传统接口的局限性和功能缺乏问题。根据 MIPI 联盟的说法，I3C 具有三个目标：

1. 使传感器通信实现标准化。
2. 减少传感器系统集成中使用的物理引脚数量。
3. 支持低功耗、高速以及 I2C 和 SPI 当前涵盖的其他关键特性。

为了实现这些目标，I3C 结合并增强了 I2C 和 SPI 的关键属性和功能，旨在提供更高性能的协议。I3C 提供的一些功能包括带内中断、带内目标复位、比 I2C 更快的速度，以及比 SPI 更少的必要线路，同时功耗低于当前的传统接口。此外，I3C 还向后兼容 I2C。

由于与 SPI 或 I2C 相比功能有所增加，I3C 可以帮助服务器、笔记本电脑和企业客户改进下一代设计。此外，I3C 还促成了 DDR5 的出现。

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如何查找兼容 I3C 的无源多路复用器？

有许多特性会影响无源多路复用器是否可被视为兼容 I3C。本文重点介绍了最重要的几个：导通电容、配置、电压、带宽和拓扑。虽然这些特性是选择无源多路复用器时要考虑的最常见要求，但该列表并非详尽无遗。根据应用的不同，其他特性也会影响无源多路复用器的选择。

导通电容

I3C 需要考虑的其中一项最重要的规格是有限的总线容量。I2C 每条总线具有 400pF 的限制，而 I3C 将该限制大幅降低至 50pF。为了给布线电容、控制器电容和总线上的外设电容留出足够的空间，多路复用器的导通电容不得超过 10pF。但是，建议使用导通电容小于 5pF 的多路复用器，以防止多路复用器对总线的容性负载产生较大影响。此外，布线必须尽可能短，以便为驱动器、多路复用器和外设电容留出更多的裕度。

图 1 I3C 总线容性负载

单个 I3C 驱动器可以与多条总线通信。添加多路复用器可以将各个 I3C 外设总线的电容分开，从而允许系统的总电容超过 50pF 的最大值，同时将任何给定总线的电容保持在 50pF 以下。

配置

最常见的 I3C 模式是标准数据速率 (SDR) 模式。这是一种两线制协议，包含单个时钟和单条数据线。两线制协议通常需要双通道 2:1 (SPDT) 器件，以便从单个控制器与两个外设控制器进行通信。但是，也可以使用双通道 4:1 器件，以便进一步扩展单个控制器的功能。由于分配给 I3C 的总线电容要低得多，因此可能会出现其中一条总线接近 50pF 总线限制的情况，因此无法添加另一个器件。借助多路复用器，可以扩展单个控制器可以通信的外设数量。

电压电平

I3C 的目标电压为 1.2V、1.8V 和 3.3V，因此用于 I3C 应用的任何多路复用器均必须至少支持这些电压电平。但是，这并不会极大地限制多路复用器的选择，因为大多数 TI 多路复用器均可以支持高达 3.3V 的信号通过。

带宽

I3C 时钟使用方波，最大时钟速率为 12.5MHz。为了保持时钟信号的完整性，多路复用器必须具有足够大的带宽来处理该信号。对于此类时钟和数据信号，建议带宽比输入频率高 5 至 7 倍。因此，多路复用器的带宽必须至少为 62.5MHz。此外，系统的带宽会受 Con 和 Ron 的影响，因此建议将 Ron 保持在 10 欧姆以下，以保持系统的高带宽。

拓扑

I3C 要求与推挽式拓扑兼容。由于 I3C 可以与 I2C 外设共享总线，因此可能会出现同时需要推挽和开漏的情况。该要求并不限制模拟开关或多路复用器的可选选项，因为这些器件是能够同时支持开漏和推挽式拓扑的无源多路复用器。

表 1 列出了无源多路复用器中要考虑的关键 I3C 规格，但可能有更多的要求会影响选择使用哪个多路复用器。为了便于选择，请使用经过过滤的产品选择表，而表 1 列出了满足相关规格的所有可能多路复用器选项。