深入浅出IIC协议 - 从总线原理到FPGA实战开发 -- 第五篇：多主仲裁与错误恢复

第五篇：多主仲裁与错误恢复

副标题 ：从总线冲突到故障自愈——构建高可靠I2C系统的终极指南

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1. 多主仲裁机制

1.1 仲裁原理与硬件实现

• 仲裁流程图解 ：
  

• 仲裁失败处理 ：
  立即切换为从机模式
  监测总线空闲后重试（随机退避算法）

1.2 仲裁波形深度解析

• 典型冲突场景 ：
  关键节点：
  1. t₁: 主机A发送高电平，主机B发送低电平
  2. t₂: 主机A检测到SDA被拉低，释放总线
  3. t₃: 主机B继续完成传输

1.3 Verilog仲裁逻辑实现

verilog

// 仲裁检测模块  
always @(negedge scl) begin  
  if (sda_out_reg != sda_in && master_mode) begin  
    arbitration_lost <= 1'b1;  
    master_mode <= 1'b0;  // 切换为从机  
    retry_counter <= 8'd0;  
  end  
end  

// 随机退避重试  
always @(posedge