概述：
本文介绍Power PC处理器MPC8247与EEPROM（RTC）芯片X1226的通信在vxworks下的实现。
芯片简介：
MPC8247是一款功能丰富的通信处理器，它集成了一个高性能的PowerPC RISC微处理器，一个灵活的系统集成单元，以及许多可用于不同应用的通信外围控制器，特别是通信和网络系统。
X1226 是一个带有时钟，日历，两路报警，512 x 8位的EEPROM，振荡器补偿和电池切换的实时时钟。振荡器使用一个外部的，低价格的32.768Khz的晶体。
硬件电路：
1) 晶振为32.768K
2) I2C_SCL和I2C_SDA为漏极开路，接上拉电阻
原理分析：
MPC8247上有一个I2C控制器（inter-integrated circuit），通过它可以与别的I2C设备交换数据，诸如EEPROM，实时时钟RTC，A/D转换器，LCD显示器，温度传感器…
在I2C数据传输的过程中，等待状态将会在SCL保持低的时候自动插入，作为主的I2C控制器会通过检测SCL来判别是否需要等待状态。因此，不需要人为加入等待延时操作。
主要特点：
1）两个信号接口（SDA和SCL）
2）支持主和从操作
3）支持多主环境
4）连续传输模式和自动扫描外设
5）支持最大2.080KHz的时钟率
6）独立的可编程的波特率发生器
7）支持7-bit的I2C地址
8）漏极开路输出信号允许多主配置
9）本地回环测试功能
以上这些特点在I2C初始化和调试的时候都需要考虑和应用到。
I2C控制器的传输
主I2C控制器通过发送一个指定了读或写请求的消息给一个I2C从设备来初始化一次传输，第一个消息字节包含一个7-bit的从设备地址和一个R/W请求位。
如果是对从设备写，主设备会发送一个包含从设备地址和写请求（R/W=0）的字节，后跟需要写入的数据。如果是对从设备读，主设备会发送一个包含从设备地址和读请求（R/W=1）的字节。
I2C的传输时序间下图：
I2C主设备的写（从设备读）
如果MPC8247是主设备，在初始化一个写操作之前，需要准备一个发送buffer和buffer 描述符。
按如下步骤进行：
- 主核心置位I2COM[STR]
- I2C主设备产生一个开始条件 – 在SCL高的时候，SDA上一个高到低的跳变，接着SCL产生脉冲，数据在SDA上移出。
- 从设备确认每个字节并写入到它的当前接受buffer，直到一个新的开始或者停止条件被检测到。
- 发出每个字节后，主设备都会监测确认条件。如果从设备没有确认某个字节，发送将会停止，主设备产生一个停止条件 – 在SCL高的时候，SDA上一个低到高的跳变。
I2C回环测试
在主模式下，MPC8247的I2C控制器支持主设备的写入请求的回环操作。主设备简单地向它自己的地址（I2ADDR中编程）发出一个写请求。接受单元会监测发送并将发送的数据读到它自己的接受buffer中。回环操作不需要特殊的寄存器编程。
I2C主设备读（从设备写）
如果MPC8247是主设备，在初始化一个读操作之前，需要准备一个大小为n+1字节的发送buffer，n是将要读的字节数。第一个字节是从设备的地址加上读请求(R/W=1)。接下来的发送字节是用来规范时序的，可以不初始化。配置合适的接受buffer和buffer描述符来接受数据。
按如下步骤进行：
- 置位主设备的I2COM[STR]来初始化读。
- 从设备在SDA和SDL上检测到一个开始条件。
- 当第一个字节一位位全部移入，从设备将接收到的数据与它的地址进行比较。如果匹配，从设备将确认这个字节并紧接着在脉冲时序下发送数据。
- 只要没有溢出错误发生，主设备会确认每个接收到的每个字节。
I2C的寄存器
I2C模式寄存器（I2MOD）
I2MOD[REVD]确定字节的bit顺序，确定先移出的是高位还是低位
I2MOD[EN]使能I2C控制器
I2C地址寄存器（I2CADD）
I2CADDR[0-6]指定作为从设备时的访问地址
I2C波特率发生寄存器（I2BRG）
I2BRG[DIV]分频系数
I2C事件和掩码寄存器（I2CER/I2CMR）
I2CER[TXE]发送错误状态位
I2CER[TXB]当buffer中的所有的字节都写入发送队列时置位
I2CER[RXB]当接收到最后个字节并关闭接受buffer描述符时置位
掩码寄存器是设置是否产生中断，所有位都复位，不产生中断
I2C命令寄存器（I2COM）
I2C[STR]开始发送，产生开始条件
I2C[M/S]主从选择位
Input/Output Port寄存器(D口的pin 14 , pin 15)
D口数据方向寄存器（PDIRD）0x10D60
0 对应的pin脚作为输入管脚或者双向的输入输出管脚
1 对应的pin脚作为输出管脚
D口pin脚分配寄存器（PPARD）0x10D64
0 通用I/O口
1 专用外围功能
D口专用选项寄存器（PSORD）0x10D68
0 专用外围功能 1
1 专用外围功能 2
D口漏极开路寄存器（PODRD）0x10D6C
0 I/O口驱动为输出
1 I/O口漏极开路
通信处理命令寄存器（0x119C0）
[0]RST 软件复位命令
[1-5]PAGE 指明分配给下一级块的parameter RAM页号
01011 I2C
[6-10]SBC 下一级块号
01010 I2C
[15]FLG 命令标志
0 CP可以接收新的命令
1 CPCR中有一个CP正在处理的命令
[28－31] 操作代码
0000 初始化接收和发送PARAMS
0001 初始化接收PARAMS
0010 初始化发送PARAMS
注：初始化值为：0x29610000
I2C Parameter RAM
I2C控制器的parameter table用于通用的I2C参数。通信处理器CP使用用户编程的指针（I2C_BASE）来对I2C parameter table进行访问。I2C_BASE（0x8AFC）在parameter RAM里。
I2C parameter table能够放在dual-port RAM里任何64字节对齐的地址。在使能I2C之前，用户必须初始化某些parameter RAM值,CP初始化其它值。
I2C parameter memory map
0x00 RBASE 半字
0x02 TBASE 半字
Rx/TxBD table 基地址，指明 BD tables从dual-port Ram的起始地址
0x04 RFCR 字节
0x05 TFCR 字节
Rx/Tx功能代码寄存器
[3-4] Byte ordering (1x Big-endian)
I2C Buffer Descriptor (BD) Table
Buffer descriptors(BDs) 在 dual-port RAM里面是独立组织的。
CP使用BDs来确认接收和发送或者指示错误条件使得处理器核心知道buffers已经被处理了。
需要说明：
I2C_BASE
某些协议，诸如SMCx，SPI，I2C，只有两个字节来存储parameter RAM。
Parameters并没有存储在这两个字节里。而是通过这两个字节来指定一个用户可编程的指针来定位parameters存储的地方。详见AN2147.pdf page 2。
接收和发送buffer descriptor报告每个发送buffer的信息，以及控制某个可屏蔽的中断是否需要产生。
offset+0开始的半字包含状态和控制位。CP在每个buffer发送或接收后会更新这些状态位。
offset+2开始的半字包含发送或接收到的数据长度（字节）。
offset+4指向buffer的起始处。
RxBD，指针必须是偶数，能够指向内部或外部的存储。
TxBD，指针可以是偶数也可是是奇数，能够存在于内部或者外部存储。
I2C接收buffer descriptor(RxBD) 初始值 0xb000
[0]E
Empty:
0 buffer已满或者由于一个错误而停止
1 buffer空或者接收正在处理中
[2]W
Wrap:
0 并不是RxBD table中的最后一个BD
1 是RxBD table中的最后一个BD，当前的buffer被处理后，CP将用RBASE指向的BD来接收数据。
[3]I
Interrupt:
0 当buffer满了后不产生中断
1 当CP填充buffer的时候I2CER[RXB]会置位
I2C发送buffer descriptor(TxBD) 初始值 0x3c00
[0]R
Ready:
0 buffer还没准备好发送。
1 buffer已经准备好发送。
[2]W
Wrap:
0 不是table中最后的BD
1 是table中最后的BD
[3]I
Interrupt:
0 buffer被处理后不产生中断
1 I2CER[TXB]或者I2CER[TXE]在buffer处理后将会置位。
[4]L
Last:
0 当前buffer不包含消息的最后字符
1 当前buffer包含消息的最后字
[5]S
Generate start condition
0 在buffer中的第一个字节发送前不会发送一个开始条件
1 在buffer中的第一个字节发送前会发送一个开始条件
[13]NAK
No acknowledge
没有ACK标志
[14]UN
Underrun
[15]CL
Collision
