近期有点全身心投入到了嵌入式驱动的开发意思了,起早贪黑的学习。不过也是,人生的路都是在不断地学习中度过的。对于干了几年的硬件工程师而言,不说硬件是不是很牛了,就是想换换脑子,整天三极管、电阻、电容的,确实让人乏味。思来想去,硬件是软件的基座,驱动是软件沟通硬件的桥梁。倒不如自己整点知识,也方便自己以后调试硬件不是,再说了从软件角度去理解硬件思维,会有很多不同的收获不是。
奋战了一个月,倒是把驱动的基本框架了解七七八八了,兴致使然,图像采集感觉还不错,公司有产品当开发板,也是省下了大部分的学习成本。
硬件基本结构就是:SOC平台为瑞芯微,视频桥接芯片是LT6911UXC,千兆网络接口和基本的电源电路,还有的最小核心板组成就不多说了。
总归是要初始化和调试LT6911UXC的,那么最基础的当然是通过固定的总线去访问和配置其寄存器了,而大多这类芯片都是用的I2C,LT6911UXC也不例外。于是重点看了下I2C总线的驱动实现框架。那么就在已有的基本驱动框架下实验下了
一、基本的驱动框架
- #include <linux/init.h>
- #include <linux/module.h>
- static int lt6911_driver_init(void)
- {
- return 0;
- }
- static void lt6911_driver_exit(void)
- {
- }
- module_init(lt6911_driver_init);
- module_exit(lt6911_driver_exit);
- MODULE_LICENSE("GPL");
- MODULE_AUTHOR("LY");
- MODULE_VERSION("V1.0");
二、 增加I2C的框架 1. 添加一个I2C设备
这一步是通过i2c_add_driver(driver)这个API函数实现的,那么就在驱动加载的时候使用这个函数
- static int lt6911_driver_init(void)
- {
- int ret;
- printk("==>this is lt6911_driver_init\n");
- ret= i2c_add_driver(<6911_driver);
- if(ret<0){
- printk("==>lt6911 i2c driver add error\n");
- }
- return 0;
- }
那么要按照以上的实现方式,必须要先实现一个I2C设备,这个设备是通过i2c_driver这个结构体实现的
- struct i2c_driver lt6911_driver={
- .probe=lt6911_driver_probe,
- .remove=lt6911_driver_remove,
- .driver={
- .owner=THIS_MODULE,
- .name="lt6911uxc", //没有设备树使用的匹配名
- .of_match_table=lt6911_id //使用设备树匹配的设备列表
- },
- .id_table=lt6911_id_table //无论使不使用设备树,这里必须实现
- };
2. 实现两个函数
从上一步的i2c_driver设备结构体可以看出,需要实现probe和remove函数。probe函数是当I2C设备正确挂载后所执行的函数,remove函数是I2C设备卸载时所执行的函数。
probe函数
- int lt6911_driver_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
- {
- printk("==>this is lt6911_driver_probe\n");
- return 0;
- }
remove函数
- int lt6911_driver_remove(struct i2c_client *client)
- {
- printk("==>this is lt6911_driver_remove\n");
- return 0;
- }
3. 在设备树中对应的I2C下添加此设备信息
上面两步完成后,编译驱动为KO文件,通过insmod是可以加载此驱动的,但是会发现加载后只会执行到init这一步。那是因为我们没有在设备树中添加相应设备信息。我的板卡是挂在了I2C2上的,于是就进行下面操作
- &i2c2{
- status = "okay";
- clock-frequency = <100000>;
- lt6911uxc:lt6911uxc@56{
- compatible = "lt6911uxc";
- status = "okay";
- reg = <0x56>; //设备的芯片地址,手册都会说明
- interrupt-parent = <&gpio3>;
- interrupts = ;
- rst-gpio = <&gpio4 RK_PA1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- pinctrl-names="default";
- pinctrl-0=<<6911_rstn_gpio>;
- };
- };
然后重新编译内核,烧录开发板。再此进行加载KO文件,发现可以打印probe函数中设置的打印语句了
image-20230608105838962
4. 实现最简单的读取Chip ID
框架都搭建完成,接下来当然是与芯片交流一下了,阅读了下LT6911UXC相关手册,要想读取寄存器的数据还得改变它的I2C工作模式和切换bank.原因是其内部集成了MCU,而这个MCU也是通过这个I2C在内部已经连接了LT6911UXC处理核心。
那么就要实现i2c的write和read函数了。驱动程序中I2C的读写都是以包的形式发送和接收的,所以我们先封包。封包使用的结构体是struct i2c_msg,最终的读写函数实现如下
- static void lt6911_i2c_write( u16 reg, u8 *values, u32 n)
- {
- struct i2c_msg msgs[2];
- int err, i;
- u8 data[8];
- u8 bank = reg >> 8;
- u8 reg_addr = reg & 0xFF;
- u8 buf[2] = {0xFF, bank};
- data[0] = reg_addr;
- for (i = 0; i < n; i++)
- data[i + 1] = values[i];
- /* write bank */
- msgs[0].addr = lt6911_client->addr;
- msgs[0].flags = 0;
- msgs[0].len = 2;
- msgs[0].buf = buf;
- /* write reg data */
- msgs[1].addr = lt6911_client->addr;
- msgs[1].flags = 0;
- msgs[1].len = 1 + n;
- msgs[1].buf = data;
- err = i2c_transfer(lt6911_client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));
- if(err < 0){
- printk("==>transfer error %d\n",err);
- }
- }
- static int lt6911_i2c_read(u16 reg,u8 *values, u32 n)
- {
- int ret;
- u8 bank = reg >> 8;
- u8 reg_addr = reg & 0xFF;
- u8 bank_buff[2]={0xff,bank};
- struct i2c_msg msgs[]={
- [0]={
- .addr=lt6911_client->addr,
- .flags=0,
- .len=2,
- .buf=bank_buff,
- },
- [1]={
- .addr=lt6911_client->addr,
- .flags=0,
- .len=sizeof(reg_addr),
- .buf=®_addr,
- },
- [2]={
- .addr=lt6911_client->addr,
- .flags=1,
- .len=sizeof(values),
- .buf=values,
- }
- };
- ret = i2c_transfer(lt6911_client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));
- if(ret < 0){
- printk("==>transfer error %d\n",ret);
- return ret;
- }
- return 0;
- }
读写函数实现没问题了,那么就在init函数中添加调用就可以了
- lt6911_i2c_write( 0x80ee, &i2c_enable, 1);
- lt6911_i2c_read(0x8100,&rdata,1);
- printk("==>lt6911_id is %#x\n",rdata);
编译后,再次加载KO文件,发现在写函数中i2c_transfer函数返回值为-6,意思是NO ACK。怎么回事呢,经过询问最近比较火热的Chatgpt,它告诉我了个答案
也就是我们给了设备地址,但是这个函数会将设备地址左移后然后增加读写位,才是真正的发送的地址。而通过开发板命令行中使用I2C工具(命令:i2cdump -y -f 2 0x56)来读取设备寄存器,通过逻辑分析仪抓取后得到
0x56左移一位再加上写标志位,确实是0xAC啊,经过资料的一番查找,对于I2C设备地址,都是七位。而资料给的发送格式0x56是带有读写位的。那么去掉读写位,也就是将0x56右移一位,在最高位加一个零,就得到了0x2B,再次使用I2C工具试下
就这样成功了,翻阅了大量资料。对于一个初学者而言都是在不断地怀疑和比较中找到了答案。还是挺兴奋的。所以我们就要把设备树中的配置更改下
- &i2c2{
- status = "okay";
- clock-frequency = <100000>;
- lt6911uxc:lt6911uxc@56{
- compatible = "lt6911uxc";
- status = "okay";
- reg = <0x2b>; //设备的芯片地址,手册都会说明
- interrupt-parent = <&gpio3>;
- interrupts = ;
- rst-gpio = <&gpio4 RK_PA1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
- pinctrl-names="default";
- pinctrl-0=<<6911_rstn_gpio>;
- };
- };
编译内核,烧录。读chipID成功
总结
i2c的读写最关键的就是设备地址了,驱动的框架是固定的。
学习就应该在怀疑中调试,在调试中比较,在比较中得到答案。我们都是站在巨人的肩膀上的,当自己出现问题时,最好是看看巨人都是怎么做的。
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