記得我2年前在B站講I2C和SPI的時(shí)候，有同學(xué)就說(shuō)這個(gè)東西low，看不上。但實(shí)際上，如果你親自上手寫(xiě)，特別是寫(xiě)一個(gè)slave，而且沒(méi)有驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，純靠SCL驅(qū)動(dòng)，你就會(huì)知道它的難度。RTL代碼量并不大，比較簡(jiǎn)單的兩三百行就搞定了，但約束很麻煩，沒(méi)點(diǎn)約束經(jīng)驗(yàn)的，只會(huì)約束快速電路的，你約束不了慢速電路。

你看那些芯片datasheet中的I2C接口時(shí)序，都是以u(píng)s作單位的，和我們習(xí)慣看的以ns和ps作單位的時(shí)序不同。以u(píng)s作單位，是不是說(shuō)電路很好約束呢？閉上眼隨便約束，這電路也能用呢？當(dāng)然沒(méi)那么簡(jiǎn)單。因?yàn)檫@里面的坑在時(shí)鐘質(zhì)量上。我們平常的電路，時(shí)鐘來(lái)自晶振、RCO、PLL，質(zhì)量都很好，它的trans time很小，頻率也穩(wěn)定。但是I2C的時(shí)鐘來(lái)自于外面，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候經(jīng)常兩根飛線接一起就開(kāi)始用，時(shí)鐘能好到哪去？時(shí)鐘的trans極大，300ns算是好的情況。

周一我在專欄里粘了一張圖，是一個(gè)簡(jiǎn)單的DFF，其lib庫(kù)中的時(shí)序數(shù)據(jù)（看不清楚的去知乎上下載，我也放知乎一份），那上面明確寫(xiě)了，DFF的D端的setup和hold timing取決于D端信號(hào)的trans和時(shí)鐘的trans。所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這時(shí)鐘trans一旦大了，setup和hold timing就跟著大，甚至大到幾百ns，不是我們一般看大那種幾ps。所以I2C在最快情況下也只能飆到4MHz左右，這不是沒(méi)原因的，如果它的SCL能好一些，就不至于這樣了。我們的lib表格一般也不會(huì)寫(xiě)這么大的trans，所以超出表格范圍的數(shù)據(jù)，一般都要靠工具基于模型的推測(cè)，比如線性插值，卡曼預(yù)測(cè)。

注：有同學(xué)跟我討論過(guò)generated時(shí)鐘的trans是不是和master時(shí)鐘有關(guān)，是相等的，還是分頻的。從那張表也能看出來(lái)，有關(guān)系，但既不相等，也不是分頻。generated時(shí)鐘如果是分頻出來(lái)的，那肯定也是從DFF輸出的，是DFF輸出，就要根據(jù)輸入的trans和時(shí)鐘trans進(jìn)行查表，表上寫(xiě)多少就是多少，不是直接等于輸入時(shí)鐘的trans。級(jí)聯(lián)分頻，那最后的trans就是一級(jí)一級(jí)的輸出時(shí)鐘查表。道理簡(jiǎn)單，但查起來(lái)麻煩。

另一個(gè)麻煩的問(wèn)題是數(shù)據(jù)和時(shí)鐘混用。SCL主要用作時(shí)鐘，但也有一小部分電路把它當(dāng)作數(shù)據(jù)，SDA主要用作數(shù)據(jù)，但也有一小部分電路把它當(dāng)作時(shí)鐘。怎么約束這個(gè)關(guān)系？約束完以后，那些超長(zhǎng)的setup和hold timing怎么滿足？（大trans下setup數(shù)據(jù)還比較好，主要是hold要求太猛）。。。。有時(shí)候，master不提供你希望的波形，人家圖方便，人家的波形是正確的，但你不容易用。比如SDA當(dāng)時(shí)鐘，采樣SCL，容易誤觸發(fā)，容易亞穩(wěn)態(tài)。master不配合你，你就得自己插delay，插多少delay合適？

快速電路，比拼的是工藝，你1ns，我10ps，更先進(jìn)的1ps。慢速電路，工藝已經(jīng)不重要了，1ps和1ns在1us眼里都是差不多長(zhǎng)短，主要還是防止大的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)trans下時(shí)序不能滿足，傳出亞穩(wěn)態(tài)的問(wèn)題。

所以，即便是小小的慢速接口，也有這么多講究，一失手芯片就死了。

其實(shí)，還有很多小芯片，雖然小，但并不簡(jiǎn)單。它卷，但不只是拼命壓價(jià)格，還卷技術(shù)，只不過(guò)沒(méi)法用好的技術(shù)，好的技術(shù)協(xié)議不支持，或者成本不允許，市場(chǎng)不認(rèn)可，你就必須用low技術(shù)做到好效果，這個(gè)是真難，比用好技術(shù)做到好效果要難。

前幾天跟一個(gè)軟件的小伙兒聊嵌入式，他說(shuō)做得很辛苦，但社會(huì)認(rèn)可度不高。我說(shuō)是這樣，一些大類，比如手機(jī)CPU，GPU，你一說(shuō)人家就認(rèn)，做個(gè)什么高精度電容、晶振，很辛苦，想的問(wèn)題多，做的測(cè)試多，寫(xiě)的代碼多，但人家不認(rèn)，這也沒(méi)辦法，社會(huì)就是這么個(gè)社會(huì)，你還能咋樣呢。