【经验】浅谈I2C通信在ATE上的基本运用

时间： 2020-08-25 来源：Chroma

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CHROMA ATE在传统电源的测试已非常成熟。但是当待测物涉及到通信时，可难倒不少人。服务器电源在生产中需要对待测物内部量测值如Vin/Iin/Vout/Iout等作校验，通常会使用I2C通信方式与上位机沟通。此文简要介绍I2C在ATE上的基本运用，从而让大家对I2C运用有一个初步参考。

软件准备

√ Chroma ATE可支持多款I2C通信器(图1)。另外，若客户使用其他端口转I2C，如USB-I2C(COM端口)也可支持，本文以NI 8451为例作介绍。(使用NI 8451之前，先应安装其驱动程序。

图1 ATE支持的I2C通信器

√ 在ATE软件H/W Configuration中添加I2C Device(图2)，总线速率会受总线最大电容限制，普通模式可设置为100KHz，高速模式可设400KHz。

图2 H/W Configuration设置

硬件接线

I2C通信器在使用时需接三根通信线至待测物，SCL时钟信号，SDA数据线与GND线。重要的一点，很多待测物内可能未将SCL与SDA接上拉电阻，导致通信不上。为此，可在+5V与SCL跟SDA之间接4.7K~10K的上拉电阻(图3)。

图3 实物接线

ATE命令说明

在ATE命令中，可用

WriteThenReadI2CDev_Data_RepeatedStart的命令来进行简单读写。顾名思义，此命令是先写再读，共有6个参数，第一个为I2C通信器的编号；第二个是需要写的命令；第三个是要写的数据的长度；第四个为需要读取数据的长度；第五为返回读取的状态是否成功；第六个为读回的数据。(图4)

图4 I2C读写命令

在读写之前，可在测试项目的前部使用命令SetI2CDev_SlaveAddress设置需读写待测物的Slave Address。此命令，可方便使用单个通信器对多个不同Address的待测物进行数据读写。

图5为某服务器电源对Vin的定义，其Command Code为0x88，数据长度为2bytes。

图5 Vin格式定义

使用ATE实现如图6，0xD0是SlaveAddress，读回数据是0x81F3，高低字节交换后成0xF381，此为PMBus Linear数据格式。按图7格式转换成浮点数之后Vin=224.25V。

图6 ATE读取Vin数据

图7 PMBus Linear数据格式

附：I2C时序图说明

结合以上的测试，我们可以抓取SCL与SDA上的波形(图8、图9)来了解数据在总线是怎样传送的，其中示波器CH1为SCL信号，CH2为SDA信号。

图8 写入数据

图9 读取数据

•I2C总线SCL与SDA都接上拉电阻，未发生数据传输时，皆为高电平，若发生数据传输，则波形会产生变化。

•当SCL为高电平，SDA电平由高转低跳变时，开始数据传送，即Start信号。

•当SCL为高电平，SDA电平由低转高跳变时，结束数据传送，即Stop信号。

•时钟信号SCL脉冲为高电平时期，对应的SDA信号若是稳定的高电平，则数据为1，反之则为0。

•Slave Address有8位，实则最后1位是读/写位，1为读，0为写，故Slave Address地址码为前7位。

•I2C总线所有数据是以8位一字节(对应8个时钟脉冲)传送的。发送器每传送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号，应答信号若是低电平(ACK)，表示接收该字节成功，应答信号若是高电平（NACK），则表示接收器接收该字节未成功。如果接收器是主控器(Master)，则它在接收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知发送器结束数据传送(如图9 NACK信号)。

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2015年12月 - CHROMA - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

Chroma携手运算智能全球领导者Altair和创奕能源，展开先进的动态电池充放电测试合作

Chroma携手运算智能全球领导者Altair和创奕能源，展开了一项先进的动态电池充放电测试合作，旨在透过先进设备和精密模拟技术，验证并提升电池使用性能寿命。此次测试计划结合了Chroma Battery Pack Power HIL系统、Altair车辆动态与电池精准模型以及创奕电动巴士的实际运行数据，在实验室台架中模拟创奕电巴的行驶工况，进行多次动态充放电与循环测试。

2024-11-05 - 原厂动态

CHROMA交流电源供应器选型表

CHROMA交流电源供应器，Chroma可编程交流电源供应器使用PWM高频开关切换技术，可在最大电压350V及15Hz到2000Hz频率的输出范围下，提供最大功率。所有型号都可输出非常纯净的正弦波，可在50Hz/60Hz满载输出下低于0.3%总谐波失真率。

产品型号	品类	Temperature Operating(℃)	Output Rating-DC Power(W)	Output Rating-DC Voltage(V)	Current Range (peak) (A)	Frequency Resolution(Hz)
61501	交流电源供应器	0℃~40℃	250W	212V/424V	24A	0.01Hz

选型表 - CHROMA 立即选型

Chroma携新型电驱动总成测试系统1210等产品重点亮相2024上海汽车测试及质量监控博览会

Chroma推出新型电驱动总成测试系统1210，应用在纯电动乘用或商用车与氢燃料电池混合等车型之动力系统，提供新能源汽车动力系统模拟测试，试验件涵盖电机、电机控制器、变速箱及电力驱动系统等。Chroma携一系列新热产品重点参展2024上海汽车测试及质量监控博览会。

2024-10-08 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

CHROMA直流电源供应器选型表

CHROMA直流电源供应器，内建VNC (Virtual Network Computing) 服务器，每通道输出功率范围从1.7kW到5kW，输出电流最高可达22.5A及电压范围230V~1200V。

产品型号	品类	Output Voltage(V)	Output Current(A)	Output Power(W)	Operating Temperature(℃)	Rise Time(ms)
62006P-30-80	直流电源供应器	0V~30V	0A~80A	600W	0℃~40℃	6ms

选型表 - CHROMA 立即选型

Chroma 8000的积木式TI应用方式让编写自动化测试变简单，无须程序语言技能

Chroma 8000的积木式TI应用方式让编写自动化测试变得十分简单，使用者不需要任何程序语言技能，只要熟悉手动调控设备及测试流程，透过直观的编辑接口，将原本人工需要耗时数小时的测试程序，缩短成至数分钟内完成；不仅大幅提升测试效率，一键完成自动化测试后即生成报表，更省略报告整理时间，轻松完成测试工作。

2024-07-26 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

Chroma 19501局部放电测试器符合法规IEC 60270-1对局部放电量测要求，降低功率组件发生绝缘质量异常

绝缘体中存在气泡或气隙时，在正常工作电压下容易发生局部放电（PD），导致绝缘劣化和质量异常。通过施加略高于组件最高额定工作电压的测试电压进行局部放电测试，可以确保组件在长期工作下的可靠性。文章提到了功率组件中的IGBT与SiC-MOSFET、光耦合器与数字隔离器等应用场景，以及如何使用Chroma 19501局部放电测试器来检测绝缘质量异常的产品，确保产品的长期使用质量和信赖性。

2024-06-20 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

CHROMA负载选型表

CHROMA负载，Chroma负载可编程直流电子负载主要应用于多路或单路输出的AC/DC电源、多路或单路的 DC/DC输出变换器、充电器及电源类电子元件性能测试。

产品型号	品类	Voltage operation range(V)	Constant Voltage Mode Resolution(mV)	Power(W)	Current(A)	Input Resistance(Typical)(Ω)	Operating Range(℃)	Min. Rise Time (Typical)(μs)
63101A	负载	0V~80V	20mV	20W/200W	0A~4A/0A~40A	100kΩ	0℃~40℃	10μs