I2C无法访问ATEC508A加密芯片问题

一、 问题描述
客户反馈我司SOC的I2C8（GPIO47、GPIO48）无法访问ATEC508A（加密IC）的ID。但是HISI方案的SOC可以正常访问ATEC508A加密芯片。
二、 问题定位
1、测量加密芯片I2C波形，根据下图波形可以看出第九个CLK，SDA为高电平，没有ACK信号，说明加密芯片没有应答。

2、根据上述波形怀疑是加密芯片的地址不正确相关。通过查询加密芯片手册确认，加密芯片手册的I2C地址为0XC0，与上述SOC发出的波形一致，此点排除。

3、通过仔细阅读加密芯片手册发现，设备不回复ACK有两种情况，第一种是设备处于sleep模式，另外一种是设备处于busy模式。因为在不同的场景下都去读过设备都没有成功，所以认为设备处于busy的可能性比较小。认为设备处于sleep模式情况下导致没有ACK信号的可能性比较大。

三、 问题解决
1、 根据上述分析，认为加密芯片需要唤醒之后才可以正常通讯。手册中描述加密芯片的唤醒时序及delay如下。


2、 通过串口命令模拟唤醒时序，这时候发现有时有ACK命令返回，有时无命令返回，使用逻辑分析仪分析两个波形，发现唤醒波形到读ID命令之间间隔在100ms左右，阅读手册发现，当在唤醒45ms后无通讯芯片会再次进行sleep模式。

四、 问题拓展
根据客户反馈，HISI方案的SOC在访问加密芯片时是没有问题的，而且HISI方案的产品并没有发唤醒信号。
1、 使用逻辑分析仪分析客户HISI方案产品，发现该产品第一个读加密芯片ID的命令也没有返回ACK信号，而是第二个读ID命令正常反馈了ACK信号。
2、 根据上述现象，认为第一个读ID的命令被当作唤醒信号，将加密芯片唤醒。从而后面通讯命令正常。实际仔细观察波形会发现0XC0的波形，只是低电平时长，满足条件，高电平时长，并不满足唤醒波形，具体可能要找芯片原厂沟通。
3、 但是相同的场景下，SoC不能通过发送读ID的命令去唤醒加密芯片，可能是我司产品通讯波形存在问题。在低电平的时候有毛刺被误判为高电平，加密芯片没有正常被唤醒。（低电平的毛刺peak约有1.8V左右）

4、 测试客户提供的HISI平台的产品，SDA信号无毛刺。
5、在SDA上增加100pF对地电容，将SDA上的毛刺，压到700mV以下，经测试发现可以满足条件。


6、 测试I2C8上添加不同下拉电容时，对I2C时序影响：
1）400KHz时上升沿时间均超标（要求不大于300ns），下拉电容选择220pf或150pf时Setup time超标（要求大于100ns）。

2）在100KHz时，100pF~220 pF时序均满足协议

3）在以上电容组合下实测未发现I2C8读写功能失效。

五、 问题结论
1、 加密芯片需要唤醒才可以使用。
2、 SoC I2C波形存在毛刺问题
3、 HISI方案产品是通过送上读加密芯片ID的方案去唤醒IC
六、 解决方案
1、 在SDA上增加150pF电容，将I2C上毛刺压到0.5V以下
风险：导致SDA上升沿变缓，建立时间不够
2、 建议客户先配置成GPIO口唤醒加密IC，然后在使用物理I2C对加密芯片进行读写。
风险：需要上层调用，可能会有中断会打断导致其他问题。