AD2428W手册解读之操作与配置下

8、总线监视器的支持

总线监控模式使收发器充当被动的汽车音频总线监视器，也称为嗅探器。A2B测试设备采用该模式。只有主机处理器才能允许A2B总线段上的总线监视器监控同步数据内容。要允许这种同步数据监控，主机必须设置A2B_DATCTL。主收发信端ENDSNIFF位。此配置触发A2B总线广播信息到附加的总线监视器设备。

总线监视器行为图显示了插入在A2B网络中从0和1之间的总线监视器节点。

总线监控行为示意图

总线监视器在系统中是被动的，它不响应总线同步控制帧(scf)或向总线贡献任何数据。当B端收发器失效时，它只使用a端收发器。当处于总线监控模式时，收发器将自己同步到SCF，并可以窥探SCF控制写入，以配置其总线接口以匹配被监控的下游节点。A2B总线监控收发器使用其I2S/TDM端口将A2B总线流量传输到协议分析电路。

总线监控节点的行为如下：

1、B端(下游)收发器被禁用。

2、A端(上游)收发器只使能接收(不使能发送)。

3、禁用SRF生成功能。

4、数据宽度为32位时，配置I2S/TDM接口：

1）、下游SCFs通过DTX0引脚传输。

2）、上游SCFs通过DTX1引脚传输。

3）、如果A2B总线主机被编程为启用该特性，数据槽位位只能从DTXn引脚流出：

a）、下游槽在DTX0管脚上流出。

b）、上游槽在DTX1管脚上流出。

c）、如果A2B总线上的数据槽比可用的I2S/TDM通道多，则可编程偏移量决

定在I2S/TDM通道上监控哪些数据槽。

注意：当总线监视器接收器被禁用时，必须使用外部开关来控制在总线监视器模式下发送到收发器a端的LVDS流量。

在发现和初始化后连接到A2B总线的总线监视器可能会错过广播，因此对同步数据槽的监控被禁用。首选的方法是在初始化和发现之前连接总线监视器。另外，对于必须看到数据插槽但在发现后附加的总线监视器的完全支持，主机可以对A2B_DATCTL寄存器执行常规写操作，以生成启用数据插槽嗅闻广播。总线监控节点微控制器必须设置A2B_BMMCFG。BMMEN位使能总线监控模式，当连接和分离A2B总线时，可以进一步配置总线监控收发器：

1、A2B_BMMCFG.BMMNDSC位决定总线监视器是在系统发现和初始化之前还是之后

连接。当清除(= 0)时，监视器连接在A2B发现之前，因此发现序列自动设置总线计时属性。

当设置(= 1)时，总线计时属性必须由总线监控节点微控制器使用本地I2C寄存器写入来设置。

2、A2B_BMMCFG.BMMRXEN位用于在总线监视器连接时保持LVDS a端收发器输入静态。它还用于在不物理分离总线监视器节点的情况下重新启动总线监视器锁序列。

除了在A2B_BMMCFG寄存器中配置和启用总线监控模式外，总线监控模式的使用还会影响以下A2B寄存器中位的含义和设置：

1、I2S全局配置寄存器(A2B_I2SGCFG)：

1）、A2B_I2SGCFG.INV，A2B_I2SGCFG.EARLY和A2B_I2SGCFG.ALT位必须被编程以匹配协议分析器的接口。

2）、A2B_I2SGCFG.TDMSS位的32位TDM槽位大小必须编程为0。

3）、A2B_I2SGCFG.TDMMODE位必须设置为匹配协议分析器的功能：

a)、TDM2允许监控SCF和SRF帧。

b)、TDM4允许同时监控SCF和SRF帧，以及最多两个上游和两个下游数据槽.

c)、TDM8允许并行监控SCF和SRF帧，以及同时多达6个上游和下游数据槽。

d)、TDM16允许并行监控SCF和SRF帧，以及同时多达14个上游和14个下游数据槽。

e)、TDM32允许并行监控SCF和SRF帧，以及同时多达30个上游和下游数据槽。

2、I2S配置寄存器(A2B_I2SCFG)：

1）、设置A2B_I2SCFG.TX0EN位允许DTX0引脚上的下行数据输出。

2）、设置A2B_I2SCFG.TX1EN位允许在DTX1引脚上输出上游数据。

3）、设置A2B_I2SCFG.TXBCLKINV位匹配协议分析器的接口。

4、A2B_I2SCFG.TX2PINTL，A2B_I2SCFG.RXBCLKINV，A2B_I2SCFG.RX0EN位必须被编程为0。

3、本地上游槽偏移寄存器(A2B_UPOFFSET)：确定从A2B总线接收的上游数据槽和作为I2S/TDM通道驱动到DTX1引脚的上游数据槽之间的数据槽的偏移量。如果插槽的数量超过所选TDM格式中可用的传输通道的数量，则在监控更高或更低索引插槽之间的寄存器程序。

4、本地下行槽偏移寄存器(A2B_DNOFFSET)：确定从A2B总线接收的下行数据槽和作为I2S/TDM通道驱动到DTX0引脚的下行数据槽之间的数据槽的偏移量。如果插槽的数量超过所选TDM格式中可用的传输通道的数量，则在监控更高或更低索引插槽之间的寄存器程序。

8.1、I2S/TDM信道格式

待机状态下，A2B总线上没有上行流量。只有一个最小的(19位)SCF存在以保持所有从节点同步，并且没有SRF。头计数错误和CRC错误被忽略，数据槽被禁用。在待机模式下，GPIO设置保持不变。

下面举例说明总线监控模式下I2S/TDM的输出格式。

DTX0引脚在前两个32位I2S/TDM传输信道传输下行帧状态位，随后传输下行控制帧信息。进一步的I2S/TDM通道，如果可用和允许，携带下游同步数据。A2B_DNOFFSET寄存器提供下游数据槽和DTX0上产生的数据槽之间的偏移量。

DTX1引脚在前两个32位的I2S/TDM传输信道中传输上游帧状态位，然后传输上游响应帧信息。进一步的I2S/TDM通道，如果可用和允许，携带上游同步数据。A2B_DNOFFSET寄存器提供上游数据槽和DTX1上产生的数据槽之间的偏移量。

在发现和初始化期间，主机在主收发器中编写数据槽格式寄存器(A2B_SLOTFMT)，主收发器自动将该信息广播给从端。附加的总线监控器可以监听此控制消息并派生插槽大小设置(最大32位)。

数据总是以MSB对齐的方式传输。

校验位不包含在I2S/TDM通道中，但是A2B_ERRMGMT寄存器可以用来指示数据LSB中的数据槽错误，数据LSB下面的数据槽错误，或者在数据通道之后的额外错误通道中。

TDM16下游示例(DTX0引脚)寄存器图显示了A2B_I2SGCFG.TDMMODE = TDM16在DTX0引脚上产生的用于监控的下游数据。

TDM16下游示例(DTX0 Pin)寄存器

TDM16上游示例(DTX1引脚)寄存器图显示了A2B_I2SGCFG.TDMMODE = TDM16在DTX1引脚上监控产生的上游数据。

TDM16上游示例(DTX1 Pin)寄存器

8.2、启动顺序

所需的启动序列取决于总线监视器节点是在A2B系统发现和初始化之前还是之后连接到总线，这由A2B_BMMCFG.BMMNDSC位控制：

8.2.1、设备发现之前

当A2B_BMMCFG.BMMNDSC= 0时，执行如下操作：

1、确保探测的总线段不是DC偏置的(在直接上游节点上A2B_SWCTL.ENSW = 0)。

2、物理地将总线监视器连接到总线段(探测点)。

3、通过I2C设置A2B_BMMCFG.BMMEN = 1，A2B_BMMCFG.BMMRXEN = 1。

4、在A2B_I2SGCFG、A2B_I2SCFG、A2B_I2SRATE、A2B_SYNCOFFSETA2B_ERRMGMT寄存器中通过I2C配置I2S/TDM传输设置，以匹配所需的时间和格式特征。

5、主机将总线电源应用到被探测的总线段，然后在主收发器中写入A2B_DISCVRY寄存器，从而开始发现下一个直连节点。

6、总线监控节点锁定锁相环后，I2S/TDM接口开始发送。总线监视器节点上的IRQ引脚

升高，表示该节点发现了锁。此事件应在下一个直连节点开始响应之前发生。

7、对被探测总线段下一列从节点上的A2B_UPMASK0(通过A2B_UPMASK3)和

A2B_DNMASK3(通过A2B_DNMASK3)寄存器A2B_BCDNSLOTS、A2B_LDNSLOTS、

A2B_LUPSLOTS、A2B_DNSLOTS、A2B_UPSLOTS、A2B_SLOTFMTA2B_DATCTL)的写操作在总线监控节点中被镜像，在总线监控节点中它们可以通过I2C接口本地访问。总线上新数据结构的应用程序(当主机设置A2B_CONTROL。主收发器中的NEWSTRCT位)也应用于总线监控节点。

8、DTX[1:0]引脚不传输数据槽内容，除非总线监视器看到主机设置A2B_DATCTL产生的广播写操作。主收发信端ENDSNIFF位。

8.2.2、设备发现之后

当A2B_BMMCFG.BMMNDSC = 1时，发生的事件顺序如下：

1、被探测总线段的下游从节点已经被DC偏置并被发现。

2、通过I2C设置A2B_BMMCFG.BMMEN = A2B_BMMCFG.BMMNDSC = 1

3、物理地将总线监视器连接到总线段(探测点)。

4、通过I2C设置A2B_BMMCFG.BMMRXEN = 1，在总线监视器收发器正确锁定到SCFs后，IRQ引脚升高。

5、通I2C设置 A2B_RESPCYCS的初始值为0x20，A2B_RESPCYCS的适当值由SRF计时确定并自动更新。

6、通过A2B_I2SGCFG、A2B_I2SCFG、A2B_I2SRATE、A2B_SYNCOFFSET和

A2B_ERRMGMT寄存器中的I2C接口配置I2S/TDM传输设置，以匹配所需的时间和格式特征。

7、如果只需要监视控制帧和响应帧，则可以跳过此步骤。如果需要监视数据槽(并且主机允许访问它们)，可以通过I2C接口配置A2B_DNSLOTS、A2B_UPSLOTS、

A2B_SLOTFMT和A2B_DATCTL寄存器。这些寄存器的正确值可以来自在发现和初始化期间

嗅验相同总线段后存储在内存中的值。如果数值完全未知，那么软件可以尝试不同的值来找到合适的设置。

1)、A2B_DNSLOTS寄存器表示下一个直列下行从机在A端收发电路的下行数据槽数。

2）、A2B_UPSLOTS表示下一个直列下行从属机a端收发电路的上游数据槽数。

3）、A2B_SLOTFMT寄存器表示数据槽格式。

4）、A2B_DATCTL.DNS和A2B_DATCTL.UPS位必须与下行从节点提交的值相匹

配。DTX0和DTX1引脚如果不设置I2S/TDM通道数据槽位，则不传输I2S/TDM通道数据

槽位。

8、DTX[1:0]引脚不传输数据槽内容，除非总线监视器看到主机设置主收发信端

A2B_DATCTLENDSNIFF位产生的广播写操作。

9、优化电磁兼容性能

在A2B收发器系统设计中，EMC性能至关重要。收发器具有几个可编程特性，可用于优化EMC性能：

1、扩展时钟。

2、可编程LVDS传输电平.

3、只有数据和只有电源的总线操作

9.1、扩频时钟

扩展频谱时钟可用于减少PCB上的窄带排放。默认情况下，收发器上禁用扩频时钟，但写入A2B_PLLCTL寄存器可以在发现期间启用扩频时钟。A2B_PLLCTL寄存器包含为收发器内部的时钟启用扩频时钟的设置。

如果为内部时钟启用扩展频谱时钟支持，也可以为I2S接口和编程的CLKOUT接口启用扩展频谱时钟。为内部时钟、CLKOUT和I2S接口启用扩展频谱时钟可以在特定节点上减少几个dB的窄带发射。

注意：当在时钟输出上启用扩频时钟时，该时钟上的TIE抖动会增加。

如果使用扩频时钟的A2B网络，所有节点的深度和频率必须相同。按以下顺序设置节点:

1、发现所有从设备

2、通过广播写入每个节点的A2B_PLLCTL寄存器，为所有节点(包括主节点)配置扩展频谱。

对于具有扩频的单个节点(包括AD2421/AD2422/AD2425型号的系统)，顺序如下：

1、发送所有节点。

2、为每个从属服务器配置扩展频谱(通过设置A2B_PLLCTL寄存器)，每次一个。

1）、A2B_PLLCTL.SSDEPTH位仅限设置0x00。

2）、相邻节点必须具有相同的A2B_PLLCTL.SSFREQ设置。

注意：当系统中的所有节点都启用了扩频时，广播写入A2B_PLLCTL寄存器是强制性的。设置A2B_NODEADR.BRCST位，用A2B_BUS_ADDR向A2B_PLLCTL寄存器发起写操作。广播写操作影响所有节点。它首先发生在主节点，然后在下一个SCF期间发生在从

节点。

扩频序列规划必须遵循单节点原则。A2B_PLLCTL.SSDEPTH位仅限于为扩频时钟的顺

序编程设置0x0，以及在启用了扩频时钟的单个节点的系统中。

无论是否启动扩展时钟，A2B_PLLCTL.SSMODE位可选择“仅协议”或“I2S+协议”。

9.2、可编程LVDST传输电平

LVDS发射器可以设置为高、中、低电平发送信号。更高的传输电平产生更强的抗干扰能力，而更低的传输电平可以减少连接A2B总线节点的双绞线的排放。

LVDS传输电平可以通过调整A2B_TXACTL (A端)或A2B_TXBCTL (B端)寄存器中的设置来改变。如果需要一个非默认的传输级别，在设置A2B_SWCTL.ENSW位之前(在发现过程中)，必须在每个节点上写入A2B_TXxCTL。为了使TXxLEVEL设置生效，必须设置A2B_TXACTL.TXAOVREN使能位。

9.3、只有数据和只有电源的总线操作

A2B总线可以在不关闭PMOS开关的情况下工作，向下游发送直流偏置。这需要设置A2B_CONTROL.SWBYP位而不是发现期间的A2B_SWCTL.ENSW位。相反，

A2B_SWCTL.DISNXT位允许在没有数据的情况下向下游发送直流偏置。这个设置应该与设置A2B_SWCTL.ENSW的写操作和发现设备同时进行。这些模式主要用于调试目的。