【導讀】物(wu)聯(lian)網(wang)幾(ji)乎(hu)涉(she)及(ji)我(wo)們(men)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)的(de)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)
，從(cong)家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)到(dao)複(fu)雜(za)的(de)樓(lou)宇(yu)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)。這(zhe)些(xie)互(hu)聯(lian)設(she)備(bei)收(shou)集(ji)和(he)交(jiao)換(huan)數(shu)據(ju)
，從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)塑(su)造(zao)了(le)我(wo)們(men)的(de)數(shu)字(zi)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)。在(zai)物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)中(zhong)
，不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)發(fa)揮(hui)著(zhe)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)
，測(ce)量(liang)、監控和傳遞溫度、濕度、壓力和距離等關鍵物理屬性。

I3C 和 IoT 應用

物(wu)聯(lian)網(wang)幾(ji)乎(hu)涉(she)及(ji)我(wo)們(men)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)的(de)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)
，從(cong)家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)到(dao)複(fu)雜(za)的(de)樓(lou)宇(yu)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)。這(zhe)些(xie)互(hu)聯(lian)設(she)備(bei)收(shou)集(ji)和(he)交(jiao)換(huan)數(shu)據(ju)
，從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)塑(su)造(zao)了(le)我(wo)們(men)的(de)數(shu)字(zi)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)。在(zai)物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)中(zhong)

，不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)發(fa)揮(hui)著(zhe)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)
，測(ce)量(liang)、監控和傳遞溫度
、濕度、壓力和距離等關鍵物理屬性。

I3C 協議為聯網傳感器節點提供了多種優勢。它支持高速通信
，在單數據速率 (SDR) 模式下速度高達 12.5 MHz。它還支持帶內中斷和動態尋址。在動態尋址中，中央控製器為每個連接的設備分配的地址，以防止地址衝突。與其前身 I 2 C 相比，I3C 擁有更快的速度
、更簡單的 2 線接口、更高效的協議結構，並且在更低的電壓下運行以降低功耗。這些改進使 I3C 非常適合高效管理連接網絡內的多個傳感器節點將具有內置 I3C 外設的低成本 MCU 集成到 IoT 傳感器節點中作為模擬“聚合器”
，可以增強整個傳感器網絡的功能和效率。在此設置中
，MCU 的片上模數轉換器 (ADC) 用於將來自多個模擬傳感器的讀數轉換為數字值。然後
，這些數字值可以存儲在 MCU 的內部存儲器中以供進一步分析或組織起來以實現更高效的傳輸。聚合的傳感器數據以針對係統效率優化的間隔通過 I3C 總線傳輸到主控製器。

與其他通信接口相比，I3C 需要更少的引腳和電線，能夠限度地降低組件複雜性、成本和功耗，因此它在基於傳感器的係統中具有明顯優勢。對於在要求嚴格的物聯網市場環境中探索的係統設計人員來說，具有 I3C 通信接口的緊湊型 MCU 是不可或缺的解決方案
，有助於創建符合市場需求的成功物聯網設備。

嵌入式設備中的多種協議和多種電壓

suizhejishuxuqiudezengchang
，qianrushikaifarenyuanmianlinzheyuelaiyuedadexianghoujianrongxingtiaozhan。zhezhongjianrongxingzhiguanzhongyao，yinweitayunxuqianrushixitongzhubugengxin
，erbushiwanquanzhongxinsheji。weilebangzhujianhuaxiang I3C 的過渡，新的通信協議解決了 I 2 C 和 SMBus 的限製
，同時使用與 I 2 C相同的兩個引腳來傳輸時鍾和數據，以保持兼容性。

盡管 I3C 旨在向後兼容 I 2 C/SMBus 協議，但 I3C 總線上存在 I 2 C/SMBus 設備會影響總線性能，即使對 I3C 設備進行了控製器優化也是如此。為了解決這個問題，帶有 I3C 模塊的 MCU 可以用作橋接設備
，將 I 2 C/SMBus 目標設備與“純”I3C 總線隔離開來。這可以保持 I3C 總線的完整性
，允許主 I3C 控製器通過橋接 MCU 與 I 2 C/SPI 設備通信。此外

，MCU 可以整合來自 I 2 C/SMBus 設備的中斷
，並使用帶內中斷將它們傳輸到主 I3C 控製器，而無需額外的引腳或信號。

嵌入式係統包含各種組件，例如 MCU
、傳感器和其他電路。通常，這些組件需要相互連接，但它們在不同的電壓域中運行。例如

，模擬傳感器通常在 5 V 下運行
，而 I 2 C 和 SMBus 等通信協議則需要 3.3 V。I3C 總線甚至可以在 1 V 下運行，以滿足現代高速處理器的要求。

具有多電壓 I/O (MVIO) 功能的 MCU 可解決電壓不兼容問題

，無需使用電平轉換器。此功能使 I3C 和 I 2 C /SMBus 總線能夠同時在不同電壓下運行。例如
，MCU 可以在 1 V 下運行 I3C 總線，同時將 I 2 C /SMBus 總線保持在更高的 3.3 V 下

，以兼容舊設備。

如圖1所示
，Microchip 的 PIC18-Q20 MCU 支持 MVIO
，提供多種通信協議
，如 I3C
、SPI、I 2 C 和 UART，以(yi)及(ji)多(duo)三(san)個(ge)獨(du)立(li)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)域(yu)。這(zhe)種(zhong)靈(ling)活(huo)性(xing)在(zai)設(she)備(bei)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)協(xie)議(yi)和(he)電(dian)壓(ya)的(de)複(fu)雜(za)網(wang)絡(luo)環(huan)境(jing)中(zhong)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)，使(shi)嵌(qian)入(ru)式(shi)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)保(bao)留(liu)現(xian)有(you)協(xie)議(yi)，同(tong)時(shi)確(que)保(bao)其(qi)設(she)計(ji)麵(mian)向(xiang)未(wei)來(lai)。

圖 1支持 MVIO 的 PIC18-Q20 MCU 提供多種通信協議
，如 I3C、SPI、I 2 C 和 UART，以及多三個獨立的工作電壓域。這為嵌入式設備可能使用不同協議和電壓的網絡環境提供了靈活性。

現代計算基礎設施

人們很容易低估我們在日常數字生活中對數據中心的依賴程度。從進行商業和金融交易到瀏覽互聯網、存儲數據、參與社交網絡、參加虛擬會議和享受數字娛樂，所有這些活動都由數據中心促成。這些中心確保我們的數據安全、互聯網快速，並且我們的數字服務始終可用。

數據中心的是現代刀片服務器：一yi種zhong高gao度du先xian進jin的de計ji算suan機ji
，旨zhi在zai限xian度du地di提ti高gao空kong間jian效xiao率lv並bing大da規gui模mo優you化hua網wang絡luo性xing能neng。由you於yu其qi功gong能neng的de關guan鍵jian性xing，每mei個ge服fu務wu器qi機ji箱xiang內nei的de某mou些xie係xi統tong任ren務wu被bei委wei托tuo給gei邊bian帶dai控kong製zhi器qi。當dang主zhu處chu理li單dan元yuan專zhuan注zhu於yu管guan理li主zhu要yao數shu據ju流liu時shi
，邊bian帶dai控kong製zhi器qi介jie入ru以yi增zeng強qiang網wang絡luo性xing能neng。它ta建jian立li了le一yi個ge輔fu助zhu通tong信xin通tong道dao來lai監jian督du單dan個ge服fu務wu器qi刀dao片pian
，並bing處chu理li重zhong要yao任ren務wu，例li如ru監jian控kong係xi統tong運yun行xing狀zhuang況kuang、檢測故障
、發現和配置設備
、更geng新xin固gu件jian以yi及ji在zai不bu中zhong斷duan主zhu處chu理li器qi的de情qing況kuang下xia進jin行xing診zhen斷duan。這zhe確que保bao了le平ping穩wen高gao效xiao的de運yun行xing。邊bian帶dai管guan理li是shi一yi個ge關guan鍵jian工gong具ju，可ke以yi大da大da提ti高gao數shu據ju中zhong心xin的de可ke靠kao性xing
、可用性和效率。

固態硬盤 (SSD) 也常用於數據中心存儲和快速訪問數據。的 SSD 外形尺寸
，SNIA 企業和數據中心標準外形尺寸 (EDSFF)，已采用 I3C 協議進行邊帶通信，這是現有 SMBus 協議的自然升級。I3C 滿足了對更快性能、更高數據傳輸速率和更高功率效率的需求。I3C 的高速通信可實現更快的總線管理和配置修改

，從而增強係統響應能力。

靈活的 MCU（例如 PIC18-Q20 係列（圖 2））特別適合數據中心和企業環境中的係統管理任務。這些 MCU 具有多兩個獨立的 I3C 接口，可以輕鬆連接到 SSD 控製器以執行係統管理任務，以及通過邊帶連接連接到基板管理控製器 (BMC)。此外，憑借內置的傳統通信協議（如 I 2 C/SMBus
、SPI 和 UART），這些設備是當前和下一代 SSD 設計的理想解決方案。圖 2：PIC18-Q20 係列可通過邊帶連接輕鬆連接到 SSD 和 BMC 控製器。

I3C 日益普及

I3C 協議的集成已成為嵌入式係統的推動力。增強的通信能力、更低的功耗以及與現有協議的兼容性使 I3C 成為下一代物聯網和計算應用的基石。通過優化物聯網設備和數據中心通信中的傳感器功能
，I3C 的多功能性在集成到 MCU 中時可以為現代電子係統提供堅實的基礎。I3C 的采用正在迅速普及，從而提高了性能
、可靠性和效率。

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