1.概述：

系統管理總線是一種兩線制接口。它基于I2C 總線原理演變而來，可以認為是簡化版的I2C總線。

SMBus最初是應用到智能電池，如電池充電器和一個微控制器。其提供一個系統和電源管理相關的任務控制總線。如今，SMBus總線可以連接的設備類型更多樣化，包括與電源相關的設備，系統的傳感器，EEPROM的容量等設備的信息通信。

SMBus體現在OSI模型的下三層：物理，數據鏈路，網絡。物理層定義了了SMBus的電氣特性；數據鏈路層部分規范化位、字節的數據傳輸，仲裁和時鐘信號；網絡層處理處理SMBus地址解析協議和總線數據傳輸協議。

2.通用特性：

1)物理層：

DC特性：

AC特性：

2)數據鏈路層：

按通用思想，使用電平的高低代表邏輯的0和1：

數據有效性：數據必須在時鐘的高電平周期保持穩定，數據的狀態只能在時鐘低電平的情況下才能改變；

開始和停止條件(與I2C相同)：

在SMBCLK 線是高電平時，SMBDAT 線從高電平向低電平切換，表示數據傳輸開始；

當SMBCLK 線是高電平時，SMBDAT 線由低電平向高電平切換，表示數據傳輸停止；

總線空閑：

SMBCLK 和SMBDAT 線都處于高電平期間,總線空閑。

數據傳輸：

數據傳輸以字節為單位，傳輸的字節數量不限，但是每個字節后必須緊跟一個ACK響應。

首先傳輸的是數據的最高位MSB。

我們知道在I2C協議中存在clock stretching特性：當一組數據傳輸完成，接收器也回傳ACK信號后，如果接

收器需要一段時間來儲存收到的數據，則可以利用控制SCL引腳為低電平的方式——將SCL維持為低電平，

直到接收器能夠接受下一組數據為止(所以也可以理解為什么I2C的CLK為雙向的原因)。

那么同樣在SMBus總線中也存在這樣的功能：從機要完成一些其他功能(例如一個內部中斷服務程序) 后，才能接收或發送下一個完整的數據字節，可以使時鐘線SCL 保持低電平，迫使主機進入等待狀態，當從

機準備好接收下一個數據字節并釋放時鐘線SCL 后，數據傳輸繼續。

3)網絡層：

模型：

支持SMBus的主、從器件。

從器件會被分配給唯一的地址，但有些地址是被協議保留，不能再分配給任何器件的，它們如下圖所示：

總線協議：

下面已寫、讀字節/字為例，描述具體的協議過程：

寫字節/字：

主器件在發送完從器件地址(Slave Address)后，發送寫入位(Wr)。從器件響應ACK。主器 件再次發命令碼

(Command Code)，從器件再次確認ACK，主機發送數據字節或字(低字節在前)。 從器件ACK 每一個字

節，整個傳輸在停止條件后結束。

讀字節/字：

讀數據要比寫數據稍微復雜一些。首先主機要寫請求命令到從設備。重發一次起始條件(S+地址)，從器

件 將返回一或兩個字節的數據。重發起始信息之沒有停止位，在讀完成后主器件要發NACK。

SMBus協議還支持塊的讀寫操作，在Command Code后加需要讀寫的字節數目：

在這里，地址的重復操作，起到了改變傳輸方向的作用。

3)SMBus的可選信號：

SMBSUS#信號：

系統進入待機模式時，SMBSUS＃變低。待機模式是指當大部分設備休眠或斷電時一個低功率模式。一旦恢

復，SMBSUS＃電平拉高。之后，所有設備回到運行狀態。

SMBALERT#：

該引腳連接至主器件，作為中斷信號線使用。

多個從器件可以通過線與連接至一個主器件引腳，系統通過仲裁決定從地址通信的權利。

4)I2C與SMBus的區別：

DC spec：

I2C的Hi/Lo邏輯準位有兩種認定法：相對認定與絕對認定，相對認定是依據Vdd的電壓來決定，Hi為

0.7?Vdd，Lo為0.3?Vdd，絕對認定則與TTL準位認定相同，直接指定Hi/Li電壓，Hi為3.0V，Lo為1.5V。

SMBus只有絕對認定，Hi為2.1V，Lo為0.8V，與I2C有部分交集。不過，SMBus后來也增訂一套更低電壓的準

位認定，Hi為1.4V，Lo為0.6V，這是為了讓運用SMBus的裝置能更省成本而有的作法。

電流：

SMBus在低功耗的表現方面優于I2C。

I2C 指定連接到總線上的每個設備的最最大漏電流為10 微安。SMBus 1.0 版本規定的最大漏電流為1 微

安。為減低SMBus 設備測試成本SMBus 1.1 版本規定要求放寬至5 微安。

相比于I2C對于總線電容的限制，SMBus并沒有對此做任何規定。但是它指出了IPULLDOWN 的最大電流是

350uA。那么可以計算出VDD=3.3V時，電阻值應大于9.4K。

頻率：

I2C提供了兩種操作模式，標準模式(100 KHz)和快速模式(400 KHz)；

SMBus的時鐘頻率在10KHz~100KHz之間。

時序：

I2C對信號的時序并沒有強制的要求；

SMBus規定了數據的setuptime、holdtime必須滿足一定的條件(參見上面SMBus的AC標準)；

ACK與NACK

通常情況下，I2C協議中，主控端發送端(主控端)要與接收端(受控端)通訊前，會在總線上廣播受控端的地址 信息，每個接收端都會接收到地址信息，但只有與該地址信息相切合的接收端會在地址信息發布完后發出 「已妥」的回應(Acknowledge；ACK)，讓發送端知道對應的接收端確實已經備妥，可以進行通訊。

但是，I2C并沒有強制規定接收端非要做出響應不可，也可以默不作聲，即便默不作聲，發送端還是會繼續

工作，開始進行數據傳遞及下達讀／寫指令，如此的機制在一般運用中還是可行，但若是在一些實時 (Real Time)性的應用上，任何的動作與機制都有一定的時限要求，這種可有可無式的響應法就會產生問 題，可 能會導致受控端無法接收信息。 相同的情形，在SMBus上是不允許接收端在接收地址信息后卻不發 出回應，每次都要回應，為何要強制回應？ 其實與SMBus的應用息息相關，SMBus上所連接的受控裝置有 時是動態加入、動態移除的，例如換裝一顆新 電池，或筆記本電腦接上DOCK PORT等，如果接入的裝置已 經改變卻沒有回應，則主控端的程序所掌握的并 非是整體系統的最新組態，就會造成誤動作。

SMBus協議的格式屬于I2C定義格式中的子集。I2C可以通過SMBus協議訪問與SMBus兼容的設備。

參考資料：

1)SMBus系統管理總線；

2)https://www.kernel.org/doc/Documentation/i2c/smbus-protocol；

轉載自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_a438e5290102w4df.html

總結

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