I2C回路の失敗例：配線長を伸ばしすぎるとどうなる？：Q&Aで学ぶマイコン講座（75）（2/3 ページ）

[小谷豊（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

I²Cで通信可能な最長配線長の確認方法

　I²Cで通信可能な配線長を確認するために、異なる配線長で通信を行い、エラーが発生するかどうかを調べてみます（図1）

図1：試験環境［クリックで拡大］

　確認方法として、1台のマイクロコントローラー（マイコン）で2つのI²Cチャンネルを使用し、I²C1からI²C2へデータを転送して送信データと受信データが同一であるかどうかを調べます。今回は、前述した通信失敗の要因（3）クロストークの影響が分かりやすいように、I²CのSCL信号とSDA信号をツイストペアケーブルで配線します。実験用のマイコンとして、今回はI²Cポートを2つ以上備えた、STマイクロエレクトロニクス（以下、ST）の汎用32ビットマイコン「STM32G0B1」^*1）を使用しました。

*1）https://www.stmcu.jp/stm32/stm32g0/

　試験条件は以下の通りです。

使用ケーブル	Ethernetケーブル　UTPカテゴリー6
通信速度	400kHz
I2C割当	I2C1->マスター、I2C2->スレーブ
SCL／SDAプルアップ抵抗	2.7KΩ
確認用データ	32byte、データの中身は全て0xAA
スレーブデバイスのアドレス	0xa
データ転送方法	DMAによる送受信

I²Cで通信可能な最長配線長の結果

　試験結果は以下の通りです。

配線長	結果	波形
10cm	OK	図2
5m	OK	図3
7.5m	NG	図4
10m	NG	図5
20m	NG	図6

左＝図2：試験結果 10cm OK／中央＝図3：試験結果 5m OK／右＝図4：試験結果 7.5m NG［クリックで拡大］

左＝図5：試験結果 10m NG／右＝図6：試験結果 10m NG［クリックで拡大］