slave simulatorを作る前に、I2Cプロトコルをもう一度おさらいします。
(1) SCL=highのとき、SDA=fallを検出すると”START condition”と認識する。
(2) SCL=highのとき、SDA=riseを検出すると”STOP condition”と認識する。
(3) SCL=riseのとき、receiver側がSDAの状態を読み取る。
(4) SCL=fallのとき、transmitter側がSDAの次の状態を出し始める。
slaveがreceiverまたはtransmitterのときの動作で書き直すと
receiverのとき
(3′) SCL=riseのとき、SDAの状態を読み取る。
(4′) SCL=fallのときは何もしない。
transmitterのとき
(3”) SCL=riseのときは何もしない。
(4”) SCL=fallのとき、SDAにデータを載せ始める。
ではreceiver/transmitterはいつ切り替わるのか？
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ここでは説明の都合で「8bitデータをtransmitterからreceiverに送り、transmitterがACKかNACKを返すまで」を「バイト転送」と定義しておきます。
仕様では「全てのtransactionはSTARTで始まりSTOPで終わる」とありますが、transactionの中身を分解すると
「START、slave address7bit+R/W1bitのバイト転送(1)、バイト転送(2)（の連続）、STOP」
となります。バイト転送(2)の向き、つまりslaveがreceiverなのかtransmitterなのかはその前のR/W bitで決まります。
日本語で説明するとややこしいので後日ソースコードで公開することにします。
ここまで