ШИНА SMBUS.

Шина SMBus (System Management Bus - шина системного управления) является  двухпро­водным интерфейсом для обмена данными между микросхемами различных систем­ных компонентов компьютера, а также связи их с самим компьютером. Основное назначение интерфейса - управление подсистемой питания, мониторинг оборудования и сопутствующих подсистем.

Шина SMBus создана на базе известного последовательного интерфейса I²C, эти две шины хотя и являются «близки­ми родственниками», но однако они имеют ряд электрических, конструктивных и протокольных отличий. Электрический интерфейс шин (табл. 1) достаточно близок, и при обычном (5 В) питании схем проблем совместимости по электрическим сигналам не возникает.

Протокольные различия более существенны. В обоих шинах ведущее устройство может и принимать и передавать данные. В SMBus ведущее устройство не имеет права повторного захвата шины ранее, чем через 50 мкс после начала передачи. Сигнал SCL в этой шине может удерживаться на низком уровне не дольше 2 мс. В шине SMBus ведущее устройство ожидает от ведомого устройства немед­ленного ответа. В шине SMBus и ведущее устройство, и ведомое устройство могут притормаживать обмен на уровне приема битов, что позво­ляет им вписываться в свои временные диаграммы (успевать «просыпаться», обрабатывать прерывания).

                Первая версия спецификации SMBus вышла еще в 1995 г. Документ «System Management Bus (SMBus) Specification Version 2.0», выпущен форумом разработчиков си­стем с интеллектуальными батареями (SBS, www.sbs-forum.org), в который входит большое число производителей источников питания, а также фирма Intel. Специ­фикация покрывает три нижних уровня модели взаимодействия открытых сис­тем (OSI), от физического до сетевого (рис. 1).

 Рис. 1. Уровни OSI

                В шину введена возможность динамического реконфигурирования (подключения и отключения абонентов шины в процессе работы) и автомати­ческого назначения адресов устройств. По сравнению с шиной I²C в шине несколько изменены граничные требования к уровням сигналов и временным диаграммам, но в основном они совпадают. Шина позволяет реализовать все режимы обменов, разрешенные для I²C, но имеет нюансы в правилах генерации подтверждений. Для шины SMBus в BIOS имеется стандартизованная поддерж­ка. Особенностью шины SMBus, связанной с ее ролью в управлении системой питания, является способность автономной работы (соединяемые шиной устройства могут обмениваться информацией, даже когда питание на центральном процессо­ре и других подсистемах отсутствует). Конечно, о взаимодействии с устройства­ми шины через программы BIOS в таком состоянии нет и речи, поскольку процессор «спит» и не выбирает команды.

                На физическом уровне (1-м уровне OSI) спецификация определяет электрические и временные параметры сигналов. По уровням сигналов (и нагрузочной способ­ности) имеются две различные спецификации. Маломощная (low power) специ­фикация соответствует «родному» применению SMBus в устройствах с батарей­ным питанием; здесь характерны малые токи. Мощная (high power) спецификация предназначена для работы абонентов SMBus в окружении источников значитель­ных помех (например, на плате PCI). Маломощные и мощные устройства на од­ной шине вместе работать в общем случае не смогут, но это и не требуется. При необходимости совместного использования устройств разных классов организу­ются разные сегменты шины, соединенные мостом.

                В спецификациях временных параметров приняты меры по ограничению време­ни отклика и предотвращению «зависания» шины. Частота тактового сигнала ограничена и снизу (10 кГц), и сверху (100 кГц). Введены ограничения на макси­мальную длительность нахождения синхросигнала в высоком и низком состоянии и максимальную суммарную «растяжку» битовых интервалов на каждый байт. Предусматривается механизм тайм-аутов, по которому устройства, обнаружив­шие «зависание» шины, должны немедленно прекратить обмен и повторно ини­циализироваться.