Ｉ２Ｃの接続構成とプルアップ抵抗

【I2Cのシステム接続構成】

　I2C通信は２種類の信号で通信が可能で、SCLとSDAの２本の信号となています。
このときの接続関係を図で示すと下図のようになり、複数のデバイスがバス構成で接続
できるよう、オープンドレインかオープンコレクタの出力回路となっています。

【プルアップ抵抗の決め方】

上図でのプルアップ抵抗値はいくつか良いのでしょうか。これを決める方法には、
下記のパラメータが関係します。

　(1) 電源電圧（Vdd)
　　　　電源電圧はプルアップ抵抗の最小値を制限します。
　　　　これには各ドライバのシンク電流が最大３mAという制限があるので、Ｏｎ電圧
　　　　が０．４Ｖmaxとすれば、下記条件が必要です。
　　　　　　　Rp　＞　（Vdd−０．４）／３ｍＡ
　　　　例えばVdd＝５Vとすれば　　Rp ＞ １．５ｋΩ　となります。

　(2) バスの浮遊容量
　　　浮遊容量とプルアップ抵抗で形成する時定数で、パルスの立ち上がり時間を
　　　決めるので、これでプルアップ抵抗の最大値が決まります。
　　　立ち上がり時間は下記が最大値として規定されています。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　《単位nsec》
　　　　　　通信速度　　　　　立上がり時間　　　　立下り時間
　　　　　・１００ｋｂｐｓ　　　　　１０００　　　　　　　　　３００　　
　　　　　・４００ｋｂｐｓ　　　　　　３００　　　　　　　　　３００
　　　　　・１．７Mbps　　　　　　　８０　　　　　　　　　　８０　　(400pF)
　　　　　・３．４Mbps　　　　　　　４０　　　　　　　　　　４０　　(100pF)
　　　　　
　　　　　例えば１００ｐFで３００nsecとすれば
　　　　　　　　Rp ＜　３００nsec／１００ｐF ＝　３ｋΩ　となります。

　(3) 接続されたデバイスの数と入力電流
　　　入力電流の加算による電圧降下を上記電圧配分に加える必要がある。
　　　しかし入力電流はわずかなことが多いので省略しても大きな問題は無い。

結局これらから、電源が５Vで１００ｋｂｐｓまたは４００ｋｂｐｓの時には２ｋΩ〜５ｋΩが
最適値ということになります。

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