SMBus总线详解

### 1. 概述
SMBus（System Management Bus，系统管理总线）是一种两线制接口，主要用于计算机和电子设备中的电源管理和监控。它是I2C总线的一个简化版本，最初设计用于智能电池管理系统，如电池充电器和微控制器之间的通信。随着技术的发展，SMBus的应用范围扩展到了更多类型的设备，包括电源管理设备、系统传感器和EEPROM等。

SMBus在OSI模型中涵盖了物理层、数据链路层和网络层。物理层定义了SMBus的电气特性；数据链路层负责位、字节的数据传输、仲裁和时钟信号；网络层处理地址解析和数据传输协议。

### 2. 通用特性
#### 2.1 物理层
- **DC特性**：SMBus定义了明确的高低电平标准，确保信号的稳定性和可靠性。
- **AC特性**：SMBus对信号的上升时间和下降时间有严格要求，以保证数据传输的准确性。

#### 2.2 数据链路层
- **数据有效性**：数据必须在时钟高电平期间保持稳定，数据状态的变化只能在时钟低电平期间发生。
- **开始和停止条件**：在SMBCLK线高电平时，SMBDAT线从高电平变为低电平表示数据传输开始；反之，从低电平变为高电平表示数据传输停止。
- **总线空闲**：当SMBCLK和SMBDAT线均处于高电平时，总线处于空闲状态。
- **数据传输**：数据以字节为单位传输，每个字节后必须有一个ACK响应。数据传输从最高位（MSB）开始。
- **Clock Stretching**：类似于I2C，SMBus也支持Clock Stretching，允许从设备在需要更多时间处理数据时将SCL线拉低，迫使主设备等待。

#### 2.3 网络层
- **模型**：SMBus支持主设备和从设备。每个从设备都有一个唯一的地址，某些地址被协议保留。
- **总线协议**：SMBus定义了详细的地址解析和数据传输协议，确保设备间的高效通信。

### 3. SMBus的可选信号
- **SMBSUS#信号**：当系统进入待机模式时，SMBSUS#信号变低，所有设备进入低功耗模式。恢复时，SMBSUS#信号变高，设备恢复正常工作。
- **SMBALERT#信号**：作为中断信号线，连接到主设备，用于通知主设备从设备的状态变化。

### 4. I2C与SMBus的区别
- **DC规格**：I2C的高低电平标准有相对和绝对两种，而SMBus只有绝对标准，且后来增加了更低电压的标准。
- **电流**：SMBus在低功耗方面表现更好，最大漏电流更低。
- **频率**：I2C支持100 KHz和400 KHz两种模式，而SMBus的时钟频率在10 KHz到100 KHz之间。
- **时序**：I2C对时序没有强制要求，而SMBus规定了严格的时序参数。
- **ACK与NACK**：SMBus强制要求从设备在接收到地址信息后必须响应，而I2C则没有强制要求。

### 参考资料
1. SMBus系统管理总线
2. [SMBus Protocol Documentation](https://www.kernel.org/doc/Documentation/i2c/smbus-protocol)
3. [原文链接](http://blog.sina.com.cn/s/blog_a438e5290102w4df.html)