什麼是I2C通信
實體接口：SCL + SDA
(1)SCL(serial clock)：時鐘線，傳輸CLK信号，一般是I2C主裝置向從裝置提供時鐘的通道。
(2)SDA(serial data): 資料線，通信資料都通過SDA線傳輸
通信特征：串行、同步、非差分、低速率
(1) I2C 屬于串行通信，所有的資料以位為機關在 SDA 線上串行傳輸。
(2)同步通信就是通信雙方工作在同一個時鐘下，一般是通信的 A 方通過一根CLK 信号線傳輸 A 自己的時鐘給 B，B 工作在 A 傳輸的時鐘下。是以同步通信的顯著特征就是：通信線中有 CLK
(3)非差分。因為 I2C 通信速率不高，而且通信雙方距離很近，是以使用電平信号通信。
(4)低速率。I2C 一般是用在同一個闆子上的 2 個 IC 之間的通信，而且用來傳輸的資料量不大，是以本身通信速率很低（一般幾百 KHz，不同的 I2C 晶片的通信速率可能不同，具體在程式設計的時候要看自己所使用的裝置允許的 I2C 通信最高速率，不能超過這個速率）
突出特征1：主裝置+從裝置
(1) I2C 通信的時候，通信雙方地位是不對等的，而是分主裝置和從裝置。通信由主裝置發起，由主裝置主導，從裝置隻是按照 I2C 協定被動的接受主裝置的通信，并及時響應。
(2)誰是主裝置、誰是從裝置是由通信雙方來定的（ I2C 協定并無規定），一般來說一個晶片可以隻能做主裝置、也可以隻能做從裝置、也可以既能當主裝置又能當從裝置（軟體配置）。
突出特征 2：可以多個裝置挂在一條總線上（從裝置位址）
(1) I2C 通信可以一對一（ 1 個主裝置對 1 個從裝置），也可以一對多（ 1 個主裝置對多個從裝置）。
(2)主裝置來負責排程總線，決定某一時間和哪個從裝置通信。注意：同一時間内，I2C 的總線上隻能傳輸一對裝置的通信資訊，是以同一時間隻能有一個從裝置和主裝置通信，其他從裝置處于“冬眠”狀态，不能出來搗亂，否則通信就亂套了。
(3)每一個 I2C 從裝置在通信中都有一個 I2C 從裝置位址，這個裝置位址是從裝置本身固有的屬性，然後通信時主裝置需要知道自己将要通信的那個從裝置的位址，然後在通信中通過位址來甄别是不是自己要找的那個從裝置。（這個位址是一個電路闆上唯一的，不是全球唯一的）
主要用途：SoC 和周邊外設之間的通信（典型的如 EEPROM、電容觸摸 IC、各種 sensor 等）
由I2C學通信時序
什麼是時序？
(1)時序：字面意思，時序就是時間順序，實際上在通信中時序就是通信線上按照時間順序發生的電平變化，以及這些變化對通信的意義就叫時序。
I2C 的總線空閑狀态、起始位、結束位
(1)I2C 總線上有 1 個主裝置，n（n >= 1）個從裝置。I2C 總線上有 2 種狀态；空閑态（所有從裝置都未和主裝置通信，此時總線空閑）和忙态（其中一個從裝置在和主裝置通信，此時總線被這一對占用，其他從裝置必須歇着）。
(2)整個通信分為一個周期一個周期的，兩個相鄰的通信周期是空閑态。每一個通信周期由一個起始位開始，一個結束位結束，中間是本周期的通信資料。
(3)起始位并不是一個時間點，起始位是一個時間段，在這段時間内總線狀态變化情況是：SCL 線維持高電平，同時 SDA 線發生一個從高到低的下降沿。
(4)與起始位相似，結束位也是一個時間段。在這段時間内總線狀态變化情況是：SCL 線維持高電平，同時 SDA 線發生一個從低到高的上升沿。
I2C 資料傳輸格式（資料位& ACK ）
(1)每一個通信周期的發起和結束都是由主裝置來做的，從裝置隻有被動的響應主裝置，沒法自己自發的去做任何事情。
(2)主裝置在每個通信周期會先發 8 位的從裝置位址（其實 8 位中隻有 7 位是從裝置位址，還有 1 位表示主裝置下面要寫入還是讀出）到總線（主裝置是以廣播的形式發送的，隻要是總線上的所有從裝置其實都能收到這個資訊）。然後總線上的每個從裝置都能收到這個位址，并且收到位址後和自己的裝置位址比較看是否相等。如果相等說明主裝置本次通信就是給我說話，如果不想等說明這次通信與我無關，不用聽了不管了。
(3)發送方發送一段資料後，接收方需要回應一個 ACK。這個響應本身隻有 1 個bit 位，不能攜帶有效資訊，隻能表示 2 個意思（要麼表示收到資料，即有效響應；要麼表示未收到資料，無效響應）
(4)在某一個通信時刻，主裝置和從裝置隻能有一個在發（占用總線，也就是向總線寫），另一個在收（從總線讀）。如果在某個時間主裝置和從裝置都試圖向總線寫那就完蛋了，通信就亂套了。
資料在總線上的傳輸協定
(1) I2C 通信時的基本資料機關也是以位元組為機關的，每次傳輸的有效資料都是1個位元組（ 8 位）。
(2)起始位及其後的 8 個 clk 中都是主裝置在發送（這裝置掌控總線），此時從裝置隻能讀取總線，通過讀總線來得知主裝置發給從裝置的資訊；然後到了第 9 周期，按照協定規定從裝置需要發送 ACK 給主裝置，是以此時主裝置必須釋放總線（主裝置把總線置為高電平然後不要動，其實就類似于總線空閑狀态），同時從裝置試圖拉低總線發出 ACK。如果從裝置拉低總線失敗，或者從裝置根本就沒有拉低總線，則主裝置看到的現象就是總線在第 9 周期仍然一直保持高，這對主裝置來說，意味着我沒收到 ACK，主裝置就認為剛才給從裝置發送的 8 位元組不對（接收失敗）
S5PV210 的 I2C 控制器
通信雙方本質上是通過時序在工作，但是時序會比較複雜不利于 SoC 軟體完成，于是乎解決方案是 SoC 内部内置了硬體的控制器來産生通信時序。這樣我們寫軟體時隻需要向控制器的寄存器中寫入配置值即可，控制器會産生适當的時序在通信線上和對方通信。
結構框圖
(1)時鐘部分，時鐘來源是 PCLK_PSYS，經過内部分頻最終得到 I2C 控制器的 CLK，通信中這個 CLK 會通過 SCL 線傳給從裝置。
(2) I2C 總線控制邏輯（前台代表是 I2CCON、I2CSTAT 這兩個寄存器），主要負責産生 I2C 通信時序。實際程式設計中要發送起始位、停止位、接收 ACK 等都是通過這兩個寄存器（背後所代表的電路子產品）實作的。
(3)移位寄存器（shift register），将代碼中要發送的位元組資料，通過移位寄存器變成 1 個位一個位的丢給 SDA 線上去發送/接收。學過數字電路的同學應該對移位寄存器不陌生。
(4)位址寄存器+比較器。本 I2C 控制器做從裝置的時候用。(我沒用過，理論分析)
系統分析 I2C 的時鐘
(1)I2C 時鐘源頭來源于 PCLK（PCLK_PSYS，等于65MHz），經過了 2 級分頻後得到的。
(2)第一級分頻是 I2CCON 的 bit6，可以得到一個中間時鐘 I2CCLK（等于PCLK/16 或者 PCLK/512）
(3)第二級分頻是得到最終 I2C 控制器工作的時鐘，以 I2CCLK 這個中間時鐘為來源，分頻系數為 [1,16]
(4)最終要得到時鐘是 2 級分頻後的時鐘，譬如一個可用的設定是：65000KHz/512/4 = 31KHz
主要寄存器 I2CCON、I2CSTAT、I2CADD、I2CDS
I2CCON + I2CSTAT：主要用來産生通信時序和 I2C 接口配置。
I2CADD：用來寫自己的 slave address
I2CDS：發送/接收的資料都放在這裡
X210 闆載 gsensor 介紹
原理圖查閱
(1)gsensor 的供電由 PWMTOUT3 引腳控制。當 PWMTOUT3 輸出低電平時gsensor 無電不工作；當輸出高電平時 gsensor 才會工作。
(2)gsensor 的 SDA 和 SCL 接的是 S5PV210 的 I2C 端口 0
(3)将來程式設計時在 gsensor_init 函數中要去初始化相關的 GPIO。要把相應的 GPIO 設定為正确的模式和輸入輸出值。
重力加速度傳感器簡介
(1)用在手機、平闆、智能手表等裝置上，用來感受人的手的移動，擷取一些運動的方向性資訊用來給系統作為輸入參量。
(2)可以用來設計智能手表的計步器功能。
(3)重力加速度傳感器、地磁傳感器、陀螺儀等三個傳感器結合起來，都是用來感謝運動的速度、方位等資訊的，是以現在最新的有 9 軸傳感器，就是把三者結合起來，并且用一定的算法進行綜合得出結論，目的是更加準确。
(4)一般傳感器的接口有 2 種：模拟接口和數字接口。模拟接口是用接口電平變化來作為輸出的（譬如模拟接口的壓力傳感器，在壓力不同時輸出電平在 0〜3.3V範圍内變化，每一個電壓對應一個壓力。），SOC 需要用 AD 接口來對接這種傳感器對它輸出的資料進行 AD 轉換，轉換得到數字電壓值，再用數字電壓值去校準得到壓力值；數字接口是後來發展出來的，數字接口的 sensor 是在模拟接口的sensor 基礎上，内部內建了 AD，直接（通過一定的總線接口協定，一般是 I2C ）輸出一個數字值的參數，這樣 SoC 直接通過總線接口初始化、讀取傳感器輸出的參數即可（譬如 gsensor、電容觸摸屏 IC）。
I2C從裝置的裝置位址
(1) KXTE9 的 I2C 位址固定為 0b0001111（0x0f）
(2)I2C從裝置位址本身是7位的，但是在 I2C 通信中發送 I2C 從裝置位址時實際發送的是8位，這8位中高7位（bit7-bit1）對應I2C從裝置的7位位址，最低一位（LSB）存放的是R/W資訊（就是說下一個資料是主裝置寫從裝置讀（對應0），還是主裝置讀從裝置寫（對應1））
(3)基于上面講的，對于 KXTE9 來說，主裝置（ SoC ）發給 gsensor 資訊時，SAD應該是：0b00011110(0x1E)
如果是主裝置讀取 gsensor 資訊時，SAD 應該是：0b00011111（ 0x1F ）
I2C從裝置的通信速率
(1) I2C 協定本身屬于低速協定，通信速率不能太高。
(2)實際上通信的主裝置和從裝置本身都有最高的通信速率限制（屬于各個晶片本身的參數），實際程式設計時怎麼确定最終的通信速率？隻要小于兩個即可。
(3)一般來說隻能做從裝置的 sensor 晶片本身 i2c 通信速率偏低，像 KXTE9 最高支援 400KHz 的頻率。
I2C總線的通信流程
S5PV210的主發送流程圖
S5PV210的主接收流程圖
gsensor的寫寄存器流程圖
gsensor的讀寄存器流程圖
I2C通信代碼分析
I2C控制器初始化：s3c24xx_i2c_init
(1)初始化做的事情：初始化GPIO，設定IRQEN和ACKEN，初始化I2C時鐘
I2C控制器主模式開始一次讀寫：s3c24xx_i2c_message_start
I2C控制器主模式結束一次讀寫：s3c24xx_i2c_stop
架構分析：
我們最終目的是通過讀寫 gsensor 晶片的内部寄存器來得到一些資訊。為了完成這個目的，我們需要能夠讀寫 gsensor 的寄存器，根據 gsensor 的規定我們需要按照一定的操作流程來讀寫 gsensor 的内部寄存器，這是一個層次（姑且叫做傳輸層、協定層、應用層）；我們要按照操作流程去讀寫寄存器，就需要考慮 I2C 接口協定（這就是所謂的實體層，本質就是那些時序）。此時主機 SoC 有或者沒有控制器，有控制器時考慮控制器的寄存器，沒控制器時要自己軟體模拟時序。
協定層的代碼主要取決于 gsensor 晶片；實體層代碼主要取決于主機 SoC。
gsensor寫寄存器：gsensor_i2c_write_reg
gsensor讀寄存器：gsensor_i2c_read_reg
gsensor程式設計：gsensor_initial等