电路从SDA和SCL线路中滤除毛刺的解决方法及过程
问题描述：
i2c 控制器规范 v2.1 规定了滤除快速工作模式下 sda 和 scl 线路上最大间距为 50ns 的毛刺。
zynq-7000 ap socs ps7 中的 i2c 控制器没有实现这些毛刺的滤波电路。
sda 或 scl 线路上的毛刺会导致信号线路的瞬间错误触发。
sda 上的毛刺会导致错误 start 条件或错误 stop 条件的识别，从而破坏总线协议。
scl 上的毛刺会导致错误的数据传输，也会破坏总线协议。
两种情况下，数据传输都会受到破坏，并且总线可以挂起。
为了避免这种情况，用户需要实现一个电路从 sda 和 scl 线路中滤除毛刺。
解决方案
在将信号送到控制器之前，用户需要在外部利用电路滤除 scl 和 sda 上的毛刺。
解决方法：
用户可在 zynq 的可编程逻辑部分或外部可编程器件（例如 cpld）中采取如下解决办法。
毛刺滤波器电路由 sda 和 scl 信号的亚稳态触发器和去除抖动器逻辑组成。
逻辑电路在更快的时钟域上工作，能够采样在 sda 和 scl 信号上出现的毛刺。
sda 和 scl 信号穿过一个三级同步器以消除亚稳态。
逻辑电路需要更快速的时钟来滤除毛刺，且时钟频率至少应为 40 mhz。
不过，由于亚稳态触发器的存在，使用该更快频率的时钟源无需大量滤除毛刺。
推荐的时钟频率为 100 mhz。
毛刺滤除过程：
1. 检测 sda 或 scl 信号上的转变。用户需要为 sda 和 scl 实现独立的毛刺滤波电路。
2. 当检测到时钟边沿时，加载计数器，计数值应为需要去除抖动的时钟周期的数量（应可去除sda 和 scl 信号的 50ns 抖动）。将计数器递减。
3. 当计数器递减到 0 时，在输出线路断言之前的总线状态。如果信号值又发生变化，复位计数器，且不改变信号值。这样能消除任何毛刺。
4. 在计数器递减到 0 时，如果信号没有变化，那么在输出信号上分配新的 scl 和 sda 值。
注意： scl 和 sda 信号都需要去除 50ns 的抖动，以便让 scl 和 sda 的时序关系保持不变。
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解决方法：
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sda 和 scl 信号穿过一个三级同步器以消除亚稳态。
逻辑电路需要更快速的时钟来滤除毛刺，且时钟频率至少应为 40 mhz。
不过，由于亚稳态触发器的存在，使用该更快频率的时钟源无需大量滤除毛刺。
推荐的时钟频率为 100 mhz。
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2. 当检测到时钟边沿时，加载计数器，计数值应为需要去除抖动的时钟周期的数量（应可去除sda 和 scl 信号的 50ns 抖动）。将计数器递减。
3. 当计数器递减到 0 时，在输出线路断言之前的总线状态。如果信号值又发生变化，复位计数器，且不改变信号值。这样能消除任何毛刺。
4. 在计数器递减到 0 时，如果信号没有变化，那么在输出信号上分配新的 scl 和 sda 值。
注意： scl 和 sda 信号都需要去除 50ns 的抖动，以便让 scl 和 sda 的时序关系保持不变。
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