Protocolo de comunicación

Qué es una línea de comunicación

Casi todas las líneas de un plano caen en uno de tres grupos, y reconocerlos te orienta de inmediato aunque el equipo sea nuevo para ti. Las de comunicación son las que transportan datos y reloj entre circuitos.

Cómo se distinguen en la placa

No hay que medir nada para separarlas: se ve en el grosor de la pista. La pista delgadita es línea de datos; la pista gruesa y rodeada de capacitores y bobinas es línea de alimentación. Las de datos llevan señales con voltajes bajos, casi siempre por debajo de 2 V, aunque algunas —como D+ y D− del USB— pueden llegar a unos 3,3 V. Lo que las distingue de verdad es la pista delgadita, no el número exacto.

Las siglas que vas a ver escritas en el plano

• I2C: protocolo de comunicación.
• I2S: protocolo de sonido/audio.
• SPI: Serial Peripheral Interface, interfaz de periféricos en serie; también se le dice bus SPI. Es un protocolo de comunicaciones.
• UART: Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, receptor-transmisor asincrónico universal.
• MIPI: no es una pieza ni un bloque de la placa. Es la alianza de fabricantes que publica los estándares de comunicación interna del teléfono: DSI para pantalla, CSI para cámara y RFFE para radiofrecuencia. Cuando alguien dice «las líneas MIPI» de la pantalla, está hablando del DSI.
• CLK / SCL: reloj. DATA / SDA: datos.
• MISO: Master Input Slave Output. MOSI: Master Output Slave Input. TX: transmisión. RX: recepción.
• DEBUG: protocolo de depuración.

El SPI: primero se elige con quién se habla

En los iPhone la conversación con el táctil se hace por SPI. Los papeles están repartidos desde el principio: el procesador de aplicaciones es el maestro y el controlador del táctil es el esclavo. En Android el fondo es el mismo; lo que cambia es que muchas veces, en lugar de SPI, usan I²C.

• MOSI (Master Out, Slave In): sale del maestro y entra al esclavo.
• MISO (Master In, Slave Out): el camino de vuelta.
• CS (Chip Select): la línea de selección.
• El reloj corre en paralelo y es el que sincroniza a los dos.

El CS existe porque del mismo SPI cuelgan varios circuitos —audio, memoria, táctil, el controlador del flash—, así que el procesador primero tiene que elegir con cuál va a hablar. Es el profesor pasando lista: hasta que no diga tu nombre, tú no contestas. Por eso, en un SPI la primera línea que mides es el CS. Si mides MOSI y MISO, los ves quietos y por eso condenas el controlador del táctil, puedes estar cambiando una pieza buena: lo que pasó no fue que el controlador estuviera mudo, fue que el procesador nunca lo llamó.

Al códec le llegan dos comunicaciones, no una

• El audio viaja hacia el procesador de aplicaciones por un bus I²S, dedicado únicamente al sonido. Son cuatro líneas: LRCK marca si la muestra es del canal izquierdo o del derecho, BCLK es el reloj de bit, y las otras dos son los datos de entrada y de salida.
• Aparte va la interfaz de control, con la que el procesador le da órdenes al códec y lo configura. Puede ser I²C (SDA y SCL) o SPI (selector de chip, reloj, MOSI y MISO).

Si se cortó el bus de control, el códec nunca queda configurado y no suena absolutamente nada, aunque las líneas de audio estén perfectas. Si lo que se cortó fue el bus de datos, el códec está vivo y configurado, pero no le llega música. Son dos sitios distintos dónde poner la punta.

Ver 1,8 V no prueba que haya comunicación

Levantas la bocina del teléfono de la casa y oyes el tono: ese tono confirma que la línea tiene corriente y que no está caída, pero no es la conversación. Esos 1,8 V quietos en SDA y SCL son el tono, y los sostienen los dos resistores pull-up del bus. Es una condición necesaria, no una prueba: te confirma que la línea tiene su alimentación y que no está caída a tierra, nada más. Para ver comunicación de verdad hace falta osciloscopio. No marques ese check y sigas de largo, porque es de las lecturas que dan «bien» y te cuestan horas.

Cuándo se miden los protocolos

En el orden de medición del sistema de audio los protocolos van de últimos, no de primeros: I²C, I²S o SPI, que estén comunicados, los 1,8 V en las resistencias pull-up del bus, y las líneas de selección, interrupción y reset. Con osciloscopio ves las sincronizaciones; sin él, capturas voltajes.