基于I2C总线的数模混合电路设计与验证

魏榕山，钱振煌

(福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州350116)



基于I2C总线的数模混合电路设计与验证

魏榕山，钱振煌

(福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州350116)

模拟集成电路一般难以自动校准，并且IO管角较多，为使其更加高效智能，文中提出一种基于I2C总线的数模混合电路。利用I2C从机接口，对模拟控制寄存器组进行读写，完成对芯片功能的控制。并采用System Verilog、随机测试和覆盖率收集等验证技术搭建电路验证平台，对验证结果进行自动化分析，使代码覆盖率达到97%以上。结果表明，电路不仅达到预期功能，还减少了芯片管角，使电路更加智能可控。

I2C总线；FPGA验证；数模混合

I2C总线(Inter Integrated Circuit)是飞利浦公司提出的一种双向半双工协议，它与其他的总线相比突出的优势就是接口数少，通讯效率高[1-5]。现如今，I2C总线被广泛使用，其中包括德州仪器、英特尔、美信等[6]。本文基于I2C总线协议设计了一种用于控制低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)的从机接口电路，使模拟控制寄存器组可供片外进行读写，同时也减少了IO管脚个数。

1 I2C从机数模混合电路设计

1.1 I2C从机数模混合电路结构

如图1所示，整体数模混合电路由从机接口模块和LDO模拟电路模块构成。

图1 I2C从机数模混合电路结构图

I2C从机接口电路包含数据缓存接口、模拟电路控制寄存器组和控制电路。

在电路运行时，芯片通过I2C总线的SCL和SDA和外界进行通信。当从机接收到读操作后，数据从寄存器组流向数据缓存接口，然后通过I2C总线传输给主机。相反，如果是写操作，数据从总线传输到数据缓存模块，然后传送给模拟寄存器组。……