Linux I2C 驅(qū)動分析 |
發(fā)布時間: 2012/9/10 17:23:04 |
最近在看Linux 2.6.21內(nèi)核的I2C驅(qū)動,也在網(wǎng)上查了一下資料,有錯也有對,有些心得,記錄下來吧。里面認識或許多有不當之處,還懇請指正。 1. I2C 協(xié)議 1.1 I2C總線工作原理 I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構成的串行總線,各種被控制器件均并聯(lián)在這條總線上,每個器件都有一個唯一的地址識別,可以作為總線上的一個發(fā)送器件或接收器件(具體由器件的功能決定) 1.2 I2C總線的幾種信號狀態(tài) 1. 空閑狀態(tài):SDA和SCL都為高電平。 2. 開始條件(S):SCL為高電平時,SDA由高電平向低電平跳變,開始傳送數(shù)據(jù)。 3. 結束條件(P):SCL為低電平時,SDA由低電平向高電平跳變,結束傳送數(shù)據(jù)。 4. 數(shù)據(jù)有效:在SCL的高電平期間, SDA保持穩(wěn)定,數(shù)據(jù)有效。SDA的改變只能發(fā)生在SCL的底電平期間。 5. ACK信號: 數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,接收器件每接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)要產(chǎn)生一個ACK信號,向發(fā)送器件發(fā)出特定的低電平脈沖,表示已經(jīng)收到數(shù)據(jù)。 1.3 I2C總線基本操作 I2C總線必須由主器件(通常為微控制器)控制,主器件產(chǎn)生串行時鐘(SCL),同時控制總線的傳輸方向,并產(chǎn)生開始和停止條件。 數(shù)據(jù)傳輸中,首先主器件產(chǎn)生開始條件,隨后是器件的控制字節(jié)(前七位是從器件的地址,最后一位為讀寫位 )。接下來是讀寫操作的數(shù)據(jù),以及 ACK響應信號。數(shù)據(jù)傳輸結束時,主器件產(chǎn)生停止條件 2. Linux I2C 結構分析 2.1 層次分析 1. I2C Core I2C Core用于維護Linux的I2C核心部分,其中維護了兩個靜態(tài)的List,分別記錄系統(tǒng)中的I2C driver結構和I2C adapter結構。 static LIST_HEAD(adapters); static LIST_HEAD(drivers); I2C core提供接口函數(shù),允許一個I2C adatper,I2C driver和I2C client初始化時在I2C core中進行注冊,以及退出時進行注銷。具體可以參見i2c_core.c代碼。 同時還提供了I2C總線讀寫訪問的一般接口(具體的實現(xiàn)在與I2C控制器相關的I2C adapter中實現(xiàn)),主要應用在I2C設備驅(qū)動中。 常用的主要是 i2c_master_send() i2c_master_recv() i2c_transfer() 2. I2C bus driver 總線驅(qū)動的職責,是為系統(tǒng)中每個I2C總線增加相應的讀寫方法。但是總線驅(qū)動本身并不會進行任何的通訊,它只是存在在那里,等待設備驅(qū)動調(diào)用其函數(shù)。 在系統(tǒng)開機時,首先裝載的是I2C總線驅(qū)動。一個總線驅(qū)動用于支持一條特定的I2C總線的讀寫。一個總線驅(qū)動通常需要兩個模塊,一個struct i2c_adapter和一個struct i2c_algorithm來描述: 在 buses目錄下的i2c-pxa.c中實現(xiàn)了PXA的I2C總線適配器,I2C adapter 構造一個對I2C core層接口的數(shù)據(jù)結構,并通過接口函數(shù)向I2C core注冊一個控制器。I2C adapter主要實現(xiàn)對I2C總線訪問的算法,iic_xfer() 函數(shù)就是I2C adapter底層對I2C總線讀寫方法的實現(xiàn)。同時I2C adpter 中還實現(xiàn)了對I2C控制器中斷的處理函數(shù)。 1) i2c-pxa.c定義了i2c_algorithm,并且實現(xiàn)了master的發(fā)送函數(shù)i2c_pxa_xfer(),以及設備查詢總線的模式的函數(shù)i2c_pxa_functionality() static const struct i2c_algorithm i2c_pxa_algorithm = { .master_xfer = i2c_pxa_xfer, .functionality = i2c_pxa_functionality, }; 2) i2c-pxa.c中,實現(xiàn)了i2c_adapter,主要是在定義pxa-i2c時進行初始化,并且i2c_pxa_probe()中進行填充parent指針,并且調(diào)用 ret = i2c_add_adapter(&i2c->adap); 進行添加。 static struct pxa_i2c i2c_pxa = { .lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED, .adap = { .owner = THIS_MODULE, .algo = &i2c_pxa_algorithm, .name = "pxa2xx-i2c.0", .retries = 5, }, }; 總的來說,在i2c-pxa中,使用platform驅(qū)動模型,完成了i2c的總線兩種模塊struct i2c_adapter和struct i2c_algorithm 3. I2C device driver I2C只有總線驅(qū)動是不夠的,必須有設備才能工作。這就是I2C device driver的必要性。I2C的device是有兩個模塊來描述的,struct i2c_driver和struct i2c_client. 在介紹chips目錄下的device driver前有必要介紹一下i2c-dev.c文件。 i2c-dev.c中提供了一個通用的I2C設備的驅(qū)動程序,實現(xiàn)了字符類型設備的訪問接口,對設備的具體訪問是通過I2C adapter來實現(xiàn)的。構造一個對I2C core層接口的數(shù)據(jù)結構,通過接口函數(shù)向 I2C Core注冊一個I2C設備驅(qū)動。同時構造一個對用戶層接口的數(shù)據(jù)結構,并通過接口函數(shù)向內(nèi)核注冊為一個主設備號為89的字符類型設備。 static struct i2c_driver i2cdev_driver = { .driver = { .name = "dev_driver", }, .id = I2C_DRIVERID_I2CDEV, .attach_adapter = i2cdev_attach_adapter, .detach_adapter = i2cdev_detach_adapter, .detach_client = i2cdev_detach_client, }; struct i2c_dev { struct list_head list; struct i2c_adapter *adap; 本文出自:億恩科技【www.riomediacenter.com】 |