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《 I2C-bus specification and user manual UM10204—4 April 2014》
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1. 功能介绍
集成电路总线（Inter-Integrated Circuit，I2C），仅由双向两条线构成，属半双工、串行、同步通信总线，可使用多主多从架构，是由飞利浦公司在1980年代初设计。
方便了主板、嵌入式系统或手机与周边设备组件之间的低速通讯。由于其简单性，它被广泛用于微控制器与传感器阵列，显示器，IoT设备，EEPROM等之间的通信。
1.1. 半双工 串行 同步
I2C总线只由SDA和SCL两根线构成，一个串行数据线、一个串行时钟线，其中SDA是双向的，因此可实现master和slave之间的数据半双工收发。
半双工，即要么发送、要么接受，一根输入输出线SDA即可
同时I2C是基于地址对slave和其内部的寄存器进行片选，注意这一点与SPI不同（SPI是csn片选信号），因此I2C可实现多主多从的架构，同时主从器件数量无限制。
不仅如此，I2C的数据传输具备应答功能，每次数据传输，接收方都可返回一个ACK信号。
当有多个master设备想要访问同一个slave，I2C也具备仲裁的功能
波特率
I2C也是基于同步时钟进行数据传输的，传输速度有不同的模式
双向传输：
● 标准模式（Standard-mode） ：高达100 Kbps
● 快速模式（Fast-mode） ：高达400 Kbps
● 快速模式+（Fast-mode Plus） ：高达1 Mbps
● 高速模式（High-speed mode） ：高达3.4 Mbps
单向传输：
● 超快速模式（Ultra Fast-mode）：高达5M bps
2. 架构
无论几个master、几个slave，信号输入输出都是如下
注意master要输出SCL但是并不能单独拉一个新的模块baud_clock_gen，这是因为I2C不是基于沿进行驱动和采样数据的，而是基于电平，后文会讲到
| Signal | Direction | Width(bits) | Description |
|---|---|---|---|
| prstn | input | 1 | 复位信号 |
| pclk | input | 1 | 用户时钟 |
| paddr | input | PADDR_WIDTH | APB地址 |
| pwrite | input | 1 | 1表示写，0表示读 |
| psel | input | 1 | 选通 |
| penable | input | 1 | APB使能 |
| pwdata | input | PDATA_WIDTH | 写数据 |
| prdata | input | PDATA_WIDTH | 读数据 |
| pready | output | 1 | usart准备标志 |
| scl | output/input | 1 | I2C串行时钟总线，master为output、slave为input |
| sda | inout | 1 | I2C串行数据总线 |
之后是参数描述
| Parameter | Units | Description |
|---|---|---|
| BAUD_RATE | bit per second | 设定的波特率 |
| PCLK_FREQ | HZ | clk的时钟频率 |
| PADDR_WIDTH | bit | 访问SPI内部FIFO的地址位宽 |
| PDATA_WIDTH | bit | 写入or读出的数据位宽 |
| FIFO_WRITE_WIDTH | bit | FIFO写深度 |