I 2 C 总线规范[1] 包含一个参考电路，允许将其拆分为输入和输出对。出于多种原因，需要这种配置。首先，在出现安全、噪声和接地问题时，可以使用拆分总线对总线主设备和从设备进行光学隔离（图 1）。此外，可以通过放大拆分总线（图 2）或用执行介质转换的电路替换放大器来实现性能提升。这可以增加总线的操作距离，并通过降低电容来提高性能。随着电容下降，信号时间常数 t 将由上拉电阻决定。

　　图1  双向总线隔离

　　，总线分割技术可用于将支持I2C的设备连接到另一个没有 I2C 控制器的设备。在这种情况下，分割总线可以连接到另一个设备的 GPIO（图 3）。

　　本设计方案中介绍的双边仲裁器可以将双向总线拆分为发送和接收对，并且采用通用方式构建，使其可以用于任何拆分总线应用。此外，它不需要外部控制逻辑 - 总线仅由数据总线的状态控制：

　　图 5所示的仲裁器由图 4中的交叉耦合使能电路组成，它之所以能工作是因为双向总线按照定义只支持半双工通信。在稳定状态下，DATA 总线被上拉电阻 R1 和 R2 拉高，从而强制 OUT1 和 OUT2 为 0。这使两个 NMOS FET 都处于截止状态。当 IC1 将 DATA 拉低时，OUT1 变为 1，这使得 Q2 拉低 IC2 的 DATA 总线。同时，OUT1 被馈送到 NOR 门 U2 的输入端，从而断开从 OUT2 回到 Q1 的反馈回路。反馈回路的断开消除了闩锁情况，使得任何其他控制逻辑都变得没有必要，因为个断言其数据线的电路将赢得竞争并通过 NOR 门阻止另一个电路。

　　图5  双向总线的双边仲裁

　　由于电路的通用性，双向仲裁可应用于任何分离总线应用。图 6 显示了应用于放大的双向仲裁。通过将放大器组件分别替换为媒体转换电路或光隔离器，可以轻松将其扩展到媒体转换和总线隔离。为了进行总线控制器调试，可以监控放大器之间的线路，以帮助识别故障的总线控制器。图 7 显示了应用于 I 2 C 至 GPIO 连接的双向仲裁。