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I2C-Nachfolger

Neue Spezifikation für I3C erlaubt höhere Datenraten

MIPI I3C Basic v1.1.1
Neue I3C-Version 1.1.1 erlaubt höhere Datenraten.
© MIPI Alliance

In der neuen Version 1.1.1 erhält die I3C-Schnittstelle neue Funktionen, z.B. können jetzt mehrere Leitungspaare parallel genutzt werden, um höhere Datenraten zu erzielen. Die am häufigsten genutzten Funktionen stehen in der Basic-Spezifikation sogar lizenzfrei zur Verfügung.

Die MIPI Alliance, eine internationale Organisation, die Schnittstellenspezifikationen für mobile Geräte entwickelt, gab heute das erste Update ihrer öffentlich verfügbaren, gebührenfreien MIPI I3C Basic-Spezifikation bekannt. Version 1.1.1 verbessert die Datenrate und Flexibilität von I3C Basic erheblich und vereinfacht die Entwicklung von Produkten wie Smartphones, Wearables und Systemen in Fahrzeugen.

Als Nachfolger der I2C-Schnittstelle bietet MIPI I3C/I3C Basic eine skalierbare, Utility- und Steuerbus-Schnittstelle mit mittlerer Datenrate für den Anschluss von Peripherie-ICs an Anwendungsprozessoren. Die Spezifikation verwendet eine Zweidrahtschnittstelle mit verdrilltem Adernpaar (Twisted Pair) und unterstützt In-Band-Interrupts (IBI), was im Vergleich zu anderen Steuerbussen zu einem geringeren Platzbedarf auf der Leiterplatte (PCB) führt. I3C kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Peripheriebausteinen und Sensoren mit Prozessoren zu verbinden.

Lizenzfreie Teilspezifikation I3C Basic

I3C Basic ist eine Teilspezifikation der I3C-Spezifikation, die die von Entwicklern sowie von anderen Standardisierungsorganisationen am häufigsten benötigten Funktionen bündelt und auch ohne Mitgliedschaft in der MIPI Alliance implementiert werden kann.

MIPI I3C Key Features
Zu den wichtigsten neuen Funktionen der I3C-Schnittstelle zählen der Bulk Transport (BT) für hohe Datenraten mit zwei oder vier Busleitungen (Lanes), Multicast-Nachrichten, In-Band-Interrupt (IBI) und Gruppenadressen.
© MIPI Alliance

Die aktualisierte Version 1.1.1 von I3C Basic ermöglicht die erweiterbare Nutzung zusätzlicher Busleitungen, um die Schnittstellendatenrate auf nahezu 100 Mbit/s zu erhöhen und die Schnittstelle für steigende Anforderungen zukunftssicher zu machen. Die neue Version enthält zwei HDR-Modi (High Data Rate) – HDR Double Data Rate (HDR-DDR) und HDR Bulk Transport (HDR-BT) –, die dafür ausgelegt sind, mehr Daten bei gleicher Busfrequenz zu übertragen:

  • HDR-DDR mit Unterstützung für Common Command Codes (CCCs) und Flow Controls verdoppelt die Rohdatenrate auf 25 Mbit/s über eine einzige Busleitung im Vergleich zum SDR-Modus (Single Data Rate) von I3C Basic.
  • HDR-BT mit CCC-Unterstützung ermöglicht einen effizienten Massentransport von Daten über bis zu vier Busleitungen (Lanes). Damit sind Rohdatenraten von bis zu 100 Mbit/s ermöglichen.

Eine weitere in I3C Basic v1.1.1 hinzugefügte Funktion ist der standardisierte Target-Reset. Er verbessert die Fähigkeit der Spezifikation, eine bestimmte Peripheriekomponente zurückzusetzen, was eine bessere Wiederherstellung nach Fehlerbedingungen ermöglicht. Dieser Mechanismus ermöglicht es einem Mikrocontroller, ein oder mehrere ausgewählte Bausteine zurückzusetzen und das Zurücksetzen aller anderen zu vermeiden; er unterstützt verschiedene Stufen des Zurücksetzens, die vom Zurücksetzen nur eines I3C-Peripherie-ICs bis zum Zurücksetzen des gesamten Systems reichen; und er unterstützt den Fehlereskalationsmechanismus von I3C.

»Die neue Version I3C Basic ist enger an die I3C-Kernspezifikation angelehnt, so dass das mobile Ökosystem und die breitere Systemintegrator-Community sie effektiver und effizienter in einer immer größeren Vielfalt von Anwendungen implementieren können«, erklärt Joel Huloux, Vorsitzender der MIPI Alliance. »Mit diesen Updates stärken wir den Upgrade-Pfad von I2C weiter und bauen I3C als universellen Utility- und Control-Bus aus.«

I3C Basic war auch das Herzstück mehrerer Branchenkooperationen. Es wurde von JEDEC in seinen Sideband Bus- und DDR5-Standards aufgenommen und ist ein Schwerpunkt für MIPI-Verbindungsbeziehungen mit der DMTF (Distributed Management Task Force), dem ETSI (European Telecommunications Standards Institute) und der TCA (Trusted Connectivity Alliance). Die ursprüngliche Spezifikation v1.0 war das Ergebnis einer umfangreichen mehrjährigen Zusammenarbeit mit der Industrie, insbesondere mit der MEMS & Sensors Industry Group.

I3C Host Controller Interface (HCI)
Beispiel für ein I3C Host Controller Interface (HCI). Die I3C-HCI-Spezifikation definiert gemeinsame Register, Datenstrukturen und Betriebsmodi.
© MIPI Alliance

In Verbindung mit der Veröffentlichung von I3C Basic v1.1.1 hat MIPI Alliance die Neuerungen auch auf die I3C-Kernspezifikation übertragen, die jetzt v1.1.1 heißt und nur Mitgliedern zur Verfügung steht. Sowohl I3C als auch I3C Basic v1.1.1 wurden außerdem überarbeitet, um strittige Begriffe durch präzisere Ausdrücke zu ersetzen.

Für Entwickler und zur Unterstützung des wachsenden I3C-Wirtschftsökosystems werden eine Reihe von Ressourcen bereitgestellt:

  • MIPI Discovery and Configuration (MIPI DisCo) für I3C, ein Software-Framework, das entwickelt wurde, um die Softwareintegration von Sensoren und anderen Peripheriegeräten, die die Schnittstelle I3C/I3C Basic verwenden, zu vereinfachen, indem es den wichtigsten Betriebssystemen ermöglicht, MIPI-konforme externe Bausteine zu identifizieren und automatisch Treiber für sie zu implementieren.
  • MIPI I3C Host Controller Interface (HCI), ein allgemein verwendbarer Satz von Funktionen für den Host-Controller und die Softwareschnittstelle.
  • MIPI I3C HCI-Treiber für Linux auf Github, die gerätespezifische Operationen für konforme MIPI I3C-Host-Controller verschiedener Hersteller definieren.
  • MIPI Debug for I3C, eine Bare-Metal-Schnittstelle zum Transport von Debug-Steuerelementen und Daten zwischen einem Debug- und Testsystem (DTS) und einem Zielsystem (TS).
MIPI DevCon 2021
Auf der MIPI DevCon 2021 wird der neue Schnittstellenstandard 1.1.1 von I3C Thema sein.
© MIPI Alliance

Die I3C Working Group stellt weitere Informationen on-Demand in dem Webinar »What's New in MIPI I3C Basic and the I3C Ecosystem« zur Verfügung. Auch die bevorstehende virtuelle MIPI-DevCon-Konferenz von 28. bis 29. September 2021 wird Präsentationen und eine Podiumsdiskussion bieten, die sich auf Aktualisierungen der I3C-Spezifikation konzentrieren.

Zusätzlich zu diesen Schulungsmöglichkeiten stellt die MIPI Alliance mehrere neue Ressourcen zur Verfügung, darunter eine »Conformance Test Suite« für I3C/I3C Basic, aktualisierte FAQs und zwei Whitepaper – eines konzentriert sich auf die Hot-Join-Funktion von I3C und das zweite auf die Integration virtueller Geräte und Ziele.


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