I2C：3.3Vバスでレベルシフトのない3.3Vおよび5Vデバイス？

3.3Vへのプルアップを備えたI2Cバスで5V駆動デバイスを使用する場合、本当にレベルシフターが必要ですか？私の理解では、デバイスはライン（SDA、SCL）をロー（グランド）にプルするだけで、バスへの供給電圧を駆動しません。したがって、すべてのデバイスがプルアップ（3.3V）からの電圧を論理的に高いものとして検出する限り、レベルシフターの理由はわかりません。これは、5Vを電源として使用するデバイスの場合に当てはまります。

私の場合、入力がマスターとして5Vに対応していないICがあり、3.3Vでスレーブに電力を供給できますが、回路で5Vを使用する方が簡単で、スレーブのクロックレートを高くすることができます（内部）。

仕様のバージョン4に$\mathrm{I^2C}$よると、

「I2Cバスに接続できるさまざまなテクノロジーデバイス（CMOS、NMOS、バイポーラ）により、論理「0」（LOW）および「1」（HIGH）のレベルは固定されず、関連するVDDレベル入力リファレンスレベルはVDDの30％および70％に設定され、VILは0.3VDD、VIHは0.7VDDです。図38のタイミング図を参照してください。 VIH = 3.0 Vですが、すべての新しいデバイスにはこの30％/ 70％の仕様が必要です。電気的仕様についてはセクション6を参照してください。（9ページ）

仕様の詳細では、このが最小ロジック高電圧であることがわかります。$0.7 \times V_{DD}$

5Vシステムの場合：

$0.7 \times 5 V = 3.5 V$

$0.3 \times 5 V = 1.5 V$

私にとって、3.3 Vプルアップは、特に5 Vデバイスのいずれかが論理HIGH のの「新しい」標準を使用している場合、限界に見えます。$0.7 \times V_{DD}$

走行距離は異なる場合がありますが、可能な限り仕様内に収まることが常に最善です...

Ceesの答えは、特に「always」と「any」が間違っています。マイクロコントローラーI / Oには、高レベルの最小値として0.6 Vddが必要な場合があり、他の最小値は0.7 Vddであり、MadmangurumanのようにこれがI2Cの標準であることを示します。0.7 Vddは5 V電源で3.5 Vなので、3.3 Vはすでに低すぎます。

しかし、さらに悪いことです。多くの場合、電圧レギュレータの公称出力電圧には5％の許容誤差があるため、最悪の場合5 Vは5.25 Vになり、0.7 Vddは3.675 Vになります。高レベルの最小入力。3.3 Vの許容値がマイナス5％の場合、3.3 Vは3.135 Vになります。許容値を考慮すると、入力は0.5ボルト、つまり15％になる可能性があります。

そう、

したがって、すべてのデバイスがプルアップ（3.3V）からの電圧を論理的に高いものとして検出する限り、レベルシフターの理由はわかりません。これは、5Vを電源として使用するデバイスの場合に当てはまります。

早すぎる結論です。常にデータシートを確認し、計算を行ってください。

他の答えは、ジャニスの質問には本当に答えなかったと思います。彼は、3.3Vバス（おそらく3.3V MCU）で5Vデバイスを使用することについて尋ねました。彼が述べたように、SDA / SCLピンはプルダウンするだけなので、プルアップを3.3Vに接続しても問題ありません。たとえば、マスターデバイスにとって安全です。MCUを過電圧から保護するために、スレーブとマスターが共通のグランド（Vssピンは等電位）を共有する必要があることに注意してください。したがって、Jannisの方法は、レベルシフタなしで機能するはずです。