SMBus协议是什么意思？SMBus工作和应用特性介绍

SMBus于1995年由Intel推出，它基于Philips的I²C串行总线协议。SMBus总线承载数据、CLK和指令，其中时钟频率范围为10kHz至100kHz。SMBus主要目的是提供一种廉价而强大的方法来控制主板上的设备并从中获取数据。

SMBus通常在PC中用于温度控制、智能电池和其他低带宽系统管理通信。该总线识别充电器、智能电池和与系统其余部分通信的微控制器之间的通信链路。但是，SMBus也用于连接不同的设备，如系统传感器、电源相关设备、通信设备、库存EEPROM等。

基本概念

SMBus（System Management Bus），中文名称是系统管理总线，是一种2线接口，经常用于主板上各种设备之间的低速系统管理通信。这种总线是由I²C协议基础设计。所以I²C和SMBus可能有一些相似之处，它们也可以在相似的总线上互操作。

SMBus根据I²C操作原理工作，提供控制总线，特别是对于允许消息进出设备的系统，而不是使用单独的控制线来减少系统线和引脚数。另外，带有SMBus设备可以提供制造信息，将其零件或型号通知系统，报告不同类型的错误，允许控制参数，并重新访问其位置。

规范要求

SMBus的规范仅仅指host，master和slave三种设备：

• host是一个特定的主机，它为系统的CPU提供主要接口；
• master是发出指令、生成时钟并终止传输的主设备；
• slave是从属设备接收到命令，否则会做出反应。

工作原理

SMBus通信中使用了3种设备，即主机、主设备和从设备，如下图所示。在此总线中，主机设备是系统CPU的特定主控工作接口，但并非总是如此。一些系统，如简单的电池充电系统，可以没有主机。

主设备开始通信，驱动CLK并停止传输。可以选择一个设备作为简单的主设备或主从设备，它既可以作为主设备工作，也可以作为从设备工作。

在SMBus上，也有一个以上的主控器，但在任何给定时间只有一个主控器可以主控总线。例如，当两个设备同时掌握总线时，SMBus提供了一种仲裁机制，该机制仅依赖于SMBus设备的所有接口与SMBus的线与连接。

从设备响应其地址和命令，它们可以从主设备传输数据和从主设备接收数据。当然，也可以完全选择一个设备作为从设备，否则在某些示例中，从设备可以像主设备一样工作。

与I²C协议类似，SMBus总线上的每个从机都简单地分配了一个七位从机地址，其中读取或写入位附加到该地址，以描述设备是读取还是写入正在总线上传输的消息。当然，设备需要识别自己的地址，因此设备一旦识别出自己的地址，就会对命令做出反应。

当SMBus总线的从机地址发生冲突时，则支持ARP或地址解析协议。一旦主机发现两个设备具有相似的从地址，地址解析协议过程就会动态地为从设备分配一个新的唯一地址。地址解析协议将允许立即使用设备，而无需重新启动系统。

SMBus总线使用2线进行通信，如SMBDAT线和SMBCLK线，其中SMBDAT线用于传输串行数据，而SMBCLK线的工作方式类似于串行时钟。在上面的SMBus中，主设备只是简单地驱动10到100kHz的SMBCLK，然而，任何线都可以驱动SMBDAT。

这两条线是双向的，它提供了一个选项来包含一个警报信号，如SMBALERT，允许设备请求主机注意。

SMBus总线的数据包包含一个起始位、一个ACK或NACK位、8位数据和一个停止位，其数据传输在发送消息时使用不同SMBus的一些功能或协议，如发送字节、快速命令、读取字、写入字节、读取字节、写入字、进程调用、块写入、块读取、读取进程调用和块写入块。

此外，SMBus还支持PEC（数据包错误检查）以提高通信可靠性。因此，这可以通过在每条消息的末尾包含一个数据包错误代码来执行。

函数协议

SMBus函数也称为协议，其主要协议有快速命令、发送字节、接收字节、写入字节、读取字节、进程调用、块写入/读取块写入块读取进程调用、SMBus主机通知协议、写入-32协议、读取-32协议，写入64协议和读取64协议。

报文格式

在START条件之后，主设备将定位从设备的7位地址，它需要在总线上寻址。因此，地址的长度为7位长，后跟表示数据传输方向 (R/W) 的 8 位；1指定一个 READ（数据）请求，0指定一个WRITE（传输）。

数据传输总是由主机生成的停止条件终止。每个字节包括8位，每个字节都在SMBus上传输，后面应该跟一个确认位。字节首先通过MSB（最高有效位）传输。

典型的SMBus设备包括一组命令，通过这些命令可以简单地读取和写入数据。所有这些命令的长度都是1个字节长，而它们的参数和返回值可以在长度内改变。当然，允许命令不存在，否则不受支持，因此可能会导致错误情况。根据SMBus规范，首先传输MSB。

首先，所有命令在总线上设置一个开始条件，然后通过传输数据或命令开始传输，在整个数据或命令传输过程中等待从设备的接受，然后在总线上设置一个停止条件。

启动和停止条件

消息的启动和停止条件将由两个独特的总线条件（高到低和低到高）定义，如下图所示：

在从高到低的SMBDAT线路转换中，当SMBCLK为高时，它表示消息的开始条件。

在从低到高的SMBDAT线路转换中，当SMBCLK为高时，它定义了消息的停止条件，所以这两个条件总是由总线的主控器产生。总线在START条件后处于繁忙状态。在STOP条件后一定时间后，总线将再次变为空闲状态。

硬件要求

SMBus在PC与其一些最重要的硬件之间实现高效无缝通信的硬件要求是两条线，如SMBDAT和SMBCLK、PSU（电源单元）、IC组、驱动器及其冷却风扇。基本上，此SMBus控制器允许计算机成功处理和执行命令，例如打开其PSU和控制其冷却风扇。

SMBus数据传输在传输消息时使用不同的协议或功能，如发送字节、快速命令、写入字节、读取字节、写入字、读取字、块读取、过程调用、块写入等。它还支持数据包错误检查通过简单地在每个消息末尾包含一个数据包错误代码来增强通信可靠性。

SMBus硬件仅提供用于串行传输的时序和移位控制。因此，SMBus的硬件执行不同的独立应用任务，如时序控制、串行数据传输和从机地址识别。

SMBus与I²C的区别

SMBus和I²C之间的区别表现在以下几方面内容。

SMBus与Pmbus的区别

SMBus和Pmbus之间的区别表现在以下几个方面：

时序图

SMBus时序图如下所示：

TLOW.SEXT是从站设备，它在从START到STOP的单个消息中扩展CLK周期。因此，主设备或其他从设备也会延长CLK周期，使组合CLK的低电平延长时间高于TLOW.SEXT是可行的。因此，这个参数就像全速主设备的单个目标一样，通过从设备简单地测量。

TLOW.MEXT是扩展消息每个字节中的CLK周期的主设备。因此，与指定字节上的TLOW.MEXT 相比，另一个主设备或从设备也将扩展CLK以导致组合CLK的低电平时间更高是可行的。因此，参数可以通过像主机的单个目标一样的全速从设备简单地测量。

主要应用

SMBus的应用主要包括以下几项内容：

• 用作系统组件芯片，用于在系统内进行通信。更具体地说，它允许电池与系统的其他组件（如电源相关组件和CPU）进行通信。
• 用于轻量级通信。
• 用于监控嵌入式系统和PC主板上的关键参数。
• 它是德州仪器高级电量计最常见的通信类型。
• 用于基于较少带宽的系统管理通信。

总结

以上就是完全是关于SMBus协议的相关内容概述，它是一种简单的单端双线总线，用于轻量级通信。另外，SMBus总线用于计算机主板与电源进行ON或OFF指令通信。