I²C 주소 변환기

주소가 7비트인 이유

I²C는 주소에 7비트를 씁니다. 회선에 나가는 것은 한 바이트인데, 그 바이트의 상위 7비트가 주소이고 마지막 한 비트가 읽기(1)냐 쓰기(0)냐를 나타냅니다.

그래서 같은 장치를 가리키는 숫자가 세 개가 됩니다. 7비트 주소 0x50, 쓰기 바이트 0xA0, 읽기 바이트 0xA1. 셋 다 맞는 표현이고, 문서마다 어느 것을 적을지가 다릅니다.

두 배 차이의 정체

가장 흔한 혼란입니다. 스캔 도구는 대개 7비트로 표시하고 데이터시트는 8비트 쓰기 주소로 적는 경우가 많습니다. 스캔에서 0x50이 나왔는데 문서에 0xA0이라고 적혀 있으면 같은 장치입니다.

어느 쪽을 코드에 넣을지는 라이브러리가 정합니다. Arduino의 Wire와 Linux의 i2c-dev는 7비트를 받아 읽기/쓰기 비트를 알아서 붙입니다. 일부 벤더 HAL은 8비트를 그대로 받습니다. 헷갈리면 알려진 장치로 시험해 보는 편이 문서를 다시 읽는 것보다 빠릅니다.

예약된 구간

전체 7비트 공간 128개 중 열여섯 개는 표준이 가져갑니다.

• 0x00~0x07 — 일반 호출, 시작 바이트, CBUS 등
• 0x78~0x7F — 10비트 주소 지정과 장치 ID

실제로 쓸 수 있는 주소는 112개입니다. 그 구간에서 장치가 응답했다면 표기가 잘못됐거나 규격을 지키지 않는 장치입니다.

스캔 결과를 읽는 법

스캔은 모든 주소에 쓰기를 시도하고 ACK가 오는지 보는 것입니다. 그래서 응답이 있다는 것은 그 주소에 무언가 있다는 뜻일 뿐, 그것이 무엇인지는 알려 주지 않습니다.

아무것도 안 잡힐 때 확인 순서는 정해져 있습니다. 풀업 저항이 있는지 — 오픈 드레인이라 없으면 신호가 올라오지 못합니다 — 전원과 접지를 공유하는지, 주소 설정 핀이 의도대로 결선됐는지입니다. 풀업 값을 정해야 한다면 I²C 풀업 저항 계산기가 상한과 하한을 계산해 줍니다.

주소가 겹칠 때

같은 모델을 여러 개 달면 주소가 겹칩니다. 대부분의 장치는 주소 핀 한두 개를 두어 하위 비트를 바꿀 수 있게 해 두었고, 그래도 부족하면 I²C 멀티플렉서를 씁니다.

주소가 겹친 상태로 둘 다 연결하면 둘 다 응답해 버스에서 충돌합니다. 스캔에서 그 주소가 아예 안 보이거나 읽은 값이 뒤섞이는 형태로 나타납니다.

10비트 주소

7비트로 부족한 경우를 위해 10비트 주소 지정이 있습니다. 첫 바이트는 11110으로 시작하는 예약 패턴에 상위 두 비트를 담고, 둘째 바이트가 나머지 여덟 비트입니다.

7비트 장치와 같은 버스에 섞어 쓸 수 있도록 설계됐지만, 실제로 10비트를 쓰는 장치는 흔치 않습니다. 쓰기 전에 마스터 쪽 드라이버가 지원하는지 확인하세요.