初学 SMBus

(这篇主要对象为固件工程师，简单介绍SMBus的一些基本概念而已)

概述

System Management Bus (简称SMBus或是SMB) ，是1995年由Intel提出的，用来访问主机板上的设备(EEPROM、温度感测器、电压感测器等) 并收集相应的资讯(SPD、温度、电压、版本号)。 SMBus和I2C很相近，都是由两条线： Clock (SMBCLK) 和 Data (SMBDAT) 所组成的。

SMBus 通讯协议主要可以分为物理层，数据链路层和网络层三层

The Physical Layer (物理层)：

不同的设备要在同一条SMBus上进行沟通预计将在至少两个具有不同电气要求的互斥环境中运行。这部分主要定义电压电平、噪声容限等。 (主要偏硬体，我也不太熟)

可以注意的地方是，SMBCLK和SMBDAT必须要设为 open drain，并且在bus没有使用的时候，两条线都需要 pull up

The Data Link Layer (数据链路层)：

收到讯号之后，就可以解析讯号。 SMBCLK 通常由Master操作，目前SMBus spec定义三种频率：100 kHz、400 kHz 和 1 MHz。一般SMBDAT 是在SMBCLK low 变化，SMBCLK high 时是有效值，所以经验上来看，SMBus 两端device 的 clock frequency不需要设成一样，运作上slave 不用知道 clock frequency，只要它来得及处理就可以。解析讯号可以分为三个部分：

(1) Start and Stop

Start：在SMBCLK为high的时候，SMBDAT从high变low，表示开始通讯

Stop：在SMBCLK为high的时候，SMBDAT从low变high，表示结束通讯

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(2) ACK (Acknowledge)

ACK表示收到了，就是SMBCLK为high的时候，SMBDAT为low

如下图，红色和蓝色的动作都是指在同一条SMBDAT上，前面有提到SMBDAT是必须设为 open drain，所以传送者和接收者两端都可以对其做操作。

 

因为SMBDAT没有人操作的时候，需要pull up，因此如果传送完8个bit，接收者没有回覆ack，就表示not ack(没人收到东西)

(3) Data Transfer

在 START 条件 (“S”) 之后，Master会先传送欲沟通的设备之 7 bits address。 Address后边跟的第8个bit是R/W#，0表示写入，而1表示数据读取。

在传送数据的时候，如果SMBCLK high的时候 SMBDAT 为high表示要传送的数据是1，反之如果SMBDAT为low表示要传送的数据为0。

最后资料传输由Master产生的 STOP (P) 条件终止。

 

Network Layer (网路层) :

这边就是将数据链路层解析出来的数据，解析欲执行动作，并作相对应处理。 SMBus有定义一些指令，例如下图，详情参阅 SMBus Specifications

但是通常这部分详细指令对应行为，还是会去参考设备的文件，这边用4-Kbit Serial Presence Detect (SPD) EEPROM compatible with JEDEC EE1004 (st.com) 举个简单的例子

它的spec中定义，Start之后第一个byte为slave address，第8个bit设为0表示write，后面接的byte就表示想要读取的offset (偏移量)

接着传送一个Re-Start，传送slave address，第8个bit设为1，Slave回复ack之后，会接着回覆该offset所存放的数据，直到Master发起Stop讯号

下图的Random Address Read对应SMBus Command 就是Read Byte

Seqential Random Read应该比较像 Read 32吧，不完全一样，有一点点变形