Finora ho capito, i processori Intel utilizzano istruzioni CPU specializzate (IN / OUT) per comunicare con le periferiche.

Uh, questo potrebbe essere vero negli anni '70 e '80, ma in realtà non sarebbe nemmeno molto utile per una periferica I²C e incredibilmente invadente per la programmazione della CPU.

Quindi, invece, ci sono alcune periferiche collegate a un bus molto, molto più veloce (ad esempio PCIe) che fa parlare l'I²C, dopo aver ricevuto i comandi per farlo dalla CPU; che la comunicazione di solito avviene tramite la scrittura di dati in una specifica posizione di memoria, invece di utilizzare speciali istruzioni IO.

Inoltre, credo che un Intel non abbia un controller I2C su chip.

Oh, non credo sia vero; dovrebbero esserci più controller, ma sono specifici per lo scopo, ad esempio, per leggere le EEPROM sui moduli RAM.

Quindi, abbiamo bisogno di un controller I2C, non è vero?

sì.

In tal caso, il processore tratta il controller come una periferica

sì

e utilizzare le istruzioni della CPU IN / OUT per parlargli?

No, queste istruzioni, come detto, vengono utilizzate per un piccolo insieme di tipi di dispositivi in circolazione da alcuni decenni (si pensi: tastiere PS / 2, configurazione dello spazio degli indirizzi PCI, reale -time clock, floppy, porta stampante parallela, ...) solo con cui una CPU deve parlare direttamente, principalmente per motivi di avvio e legacy.

Fondamentalmente, non appena hai impostato lo spazio degli indirizzi PCI, la maggior parte delle comunicazioni periferiche sono solo normali accessi alla memoria.

Spesso, persino, il programma prepara i comandi per il controller I²C in una regione di memoria, quindi dice a un controller DMA di trasferire quella memoria al controller. Quindi, la tua CPU non parla nemmeno direttamente con il controller: dice a un controller DMA di dire a un controller PCIe, di trasferire byte da una memoria a un dispositivo.

Il controller è montato sulla scheda madre?Quale bus collega la CPU e il controller?

Dipende; può essere integrato nello stesso pacchetto IC o essere sulla scheda madre.

Se integrato direttamente nel Southbridge (che nei chipset della CPU Intel è chiamato ICH), l'interfaccia sarebbe la Direct Media Interface;potrebbe anche trovarsi in un dispositivo PCIe collegato al Southbridge o in un dispositivo USB collegato a un controller USB, che di nuovo può essere parte del southbridge o parte di un controller USB collegato PCIe.

Un processore Intel Core è collegato con Direct Media Interface DMI all'hub controller della piattaforma PCH.
Il PCH contiene tutte le periferiche, come PCI, USB, AHCI, Display emette tutte le cose.

Ma anche l'interfaccia SMBus (I2C), che collega insieme tutti i piccoli sensori.

Il PCH rende disponibili queste periferiche nello spazio degli indirizzi tramite DMI.Questa è un'interfaccia proprietaria e il PCH è obbligatorio.Quindi, per il concetto di piattaforma Intel, puoi considerarlo un controller SMBus su chip.

( Intel 7 gen PCH)

Ho appena guardato a caso una scheda tecnica del processore Intel

[EDIT:] è un datasheet del Platform Controller Hub (PCH)

nell'introduzione:

• e potresti anche vederlo a volte con un nome diverso: ( SMBus)

la tua domanda, come sembra questo è un ottimo tutorial che lo spiega: https://learn.sparkfun.com/tutorials/i2c/all

è proprio così: 1 pin per la sincronizzazione dell'orologio tra i chip (inviato dal master del bus) .. 1 pin per i dati .. (il dispositivo che desidera inviare bit sulla linea lo abbasserà) il master di solito invia l'indirizzo del chip con cui vuole parlare, quel chip si bloccherà e poi la comunicazione avviene ... gli altri chip tacciono: D

l'i2c è troppo lento, sarà per parlare al chip e ottenere informazioni o configurazioni .. niente scambio di dati.

I PC dispongono di diversi controller I²C.In primo luogo quelli per il DDC e quelli per l'SPD dei moduli RAM.A volte anche i sensori di temperatura e il controllo della ventola vengono installati sui bus I²C.

Dipende dal chipset della scheda come controllare questi bus I²C.La maggior parte degli adattatori host sono molto semplici e consistono in poco più di un generatore di clock, un registro a scorrimento e un po 'di logica per creare le condizioni di avvio e arresto I²C.L'intero trasferimento è sotto il controllo del software.Giocherellare con i bit di controllo all'interno del chip del ponte sud del tabellone.

I chip south bridge sono incredibilmente complessi e contengono molte cose legacy al loro interno.Il controller I²C all'interno può anche essere collegato tramite un bus LPC all'interno del chip.

I2C è un protocollo di comunicazione che opera su due fili. La sequenza di tensione su questi fili comunica tra il master I2C (controllato dal software) e uno slave I2C (forse un sensore di temperatura).

Il software di solito non manipola direttamente la sequenza di tensione dei fili di I2C (che sarebbe chiamata "bit banging"), ma invece convince alcuni hardware intermedi a fare la sequenza per essa. Il software controlla l'hardware intermedio eseguendo letture e scritture di memoria su indirizzi di memoria noti che corrispondono ai registri dell'hardware. (Alcuni indirizzi di memoria puntano alla memoria; altri indirizzi di memoria possono puntare a registri hardware.)

L'hardware intermedio ("controller I2C") è collegato direttamente ai fili del bus I2C. I suoi registri potrebbero essere parte del chip della CPU o potrebbero essere su un altro chip che può essere controllato dalla CPU (magari tramite accessi alla memoria della CPU). Dipende da come è stato cablato il sistema.

I registri del controller I2C vengono scritti e letti per provocare la comunicazione I2C: un registro hardware verrebbe scritto per configurare le impostazioni (ad esempio, velocità dati); un altro sarebbe scritto per inviare dati; un altro verrebbe letto per ricevere i dati; un altro verrebbe letto per determinare se la comunicazione è completa. Ogni venditore di chip può implementare i propri registri hardware (il significato di ogni bit di ogni registro indirizzabile) come vuole; questo è spiegato nella sua scheda tecnica.

Il dispositivo I2C ha una propria scheda tecnica su cosa dire sul bus I2C. Definisce le varie misurazioni e controlli implementati dal dispositivo I2C e come comunicarli in una transazione bus di byte su I2C. Specifica anche il numero di indirizzo dello slave I2C (in modo da poter collegare più slave a un singolo bus, comunicando tuttavia con uno specifico).

Si noti che molti tipi di dispositivi I2C possono essere configurati (portando uno o più pin a una tensione alta o bassa) a uno dei diversi indirizzi slave I2C, quindi potrebbe essere necessario sperimentare (o ottenere uno schema) per determinare ilIndirizzo dello slave I2C che corrisponde al dispositivo I2C specifico di interesse.