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Linux I2C 驱动分析 |
| 发布时间: 2012/9/10 17:23:04 |
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最近在看Linux 2.6.21内核的I2C驱动，也在网上查了一下资料，有错也有对，有些心得，记录下来吧。里面认识或许多有不当之处，还恳请指正。 1. I2C 协议 1.1 I2C总线工作原理 I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，各种被控制器件均并联在这条总线上，每个器件都有一个唯一的地址识别，可以作为总线上的一个发送器件或接收器件（具体由器件的功能决定） 1.2 I2C总线的几种信号状态 1. 空闲状态：SDA和SCL都为高电平。 2. 开始条件（S）：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 3. 结束条件（P）：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 4. 数据有效：在SCL的高电平期间， SDA保持稳定，数据有效。SDA的改变只能发生在SCL的底电平期间。 5. ACK信号： 数据传输的过程中，接收器件每接收一个字节数据要产生一个ACK信号，向发送器件发出特定的低电平脉冲，表示已经收到数据。 1.3 I2C总线基本操作 I2C总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL），同时控制总线的传输方向，并产生开始和停止条件。 数据传输中，首先主器件产生开始条件，随后是器件的控制字节（前七位是从器件的地址，最后一位为读写位 ）。接下来是读写操作的数据，以及 ACK响应信号。数据传输结束时，主器件产生停止条件 2. Linux I2C 结构分析 2.1 层次分析 1. I2C Core I2C Core用于维护Linux的I2C核心部分，其中维护了两个静态的List,分别记录系统中的I2C driver结构和I2C adapter结构。 static LIST_HEAD（adapters）； static LIST_HEAD（drivers）； I2C core提供接口函数，允许一个I2C adatper,I2C driver和I2C client初始化时在I2C core中进行注册，以及退出时进行注销。具体可以参见i2c_core.c代码。 同时还提供了I2C总线读写访问的一般接口（具体的实现在与I2C控制器相关的I2C adapter中实现），主要应用在I2C设备驱动中。 常用的主要是 i2c_master_send（） i2c_master_recv（） i2c_transfer（） 2. I2C bus driver 总线驱动的职责，是为系统中每个I2C总线增加相应的读写方法。但是总线驱动本身并不会进行任何的通讯，它只是存在在那里，等待设备驱动调用其函数。 在系统开机时，首先装载的是I2C总线驱动。一个总线驱动用于支持一条特定的I2C总线的读写。一个总线驱动通常需要两个模块，一个struct i2c_adapter和一个struct i2c_algorithm来描述： 在 buses目录下的i2c-pxa.c中实现了PXA的I2C总线适配器，I2C adapter 构造一个对I2C core层接口的数据结构，并通过接口函数向I2C core注册一个控制器。I2C adapter主要实现对I2C总线访问的算法，iic_xfer（） 函数就是I2C adapter底层对I2C总线读写方法的实现。同时I2C adpter 中还实现了对I2C控制器中断的处理函数。 1） i2c-pxa.c定义了i2c_algorithm,并且实现了master的发送函数i2c_pxa_xfer（），以及设备查询总线的模式的函数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，实现了i2c_adapter,主要是在定义pxa-i2c时进行初始化，并且i2c_pxa_probe（）中进行填充parent指针，并且调用 ret = i2c_add_adapter（&i2c->adap）； 进行添加。 static struct pxa_i2c i2c_pxa = { .lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED, .adap = { .owner = THIS_MODULE, .algo = &i2c_pxa_algorithm, .name = "pxa2xx-i2c.0", .retries = 5, }, }; 总的来说，在i2c-pxa中，使用platform驱动模型，完成了i2c的总线两种模块struct i2c_adapter和struct i2c_algorithm 3. I2C device driver I2C只有总线驱动是不够的，必须有设备才能工作。这就是I2C device driver的必要性。I2C的device是有两个模块来描述的，struct i2c_driver和struct i2c_client. 在介绍chips目录下的device driver前有必要介绍一下i2c-dev.c文件。 i2c-dev.c中提供了一个通用的I2C设备的驱动程序，实现了字符类型设备的访问接口，对设备的具体访问是通过I2C adapter来实现的。构造一个对I2C core层接口的数据结构，通过接口函数向 I2C Core注册一个I2C设备驱动。同时构造一个对用户层接口的数据结构，并通过接口函数向内核注册为一个主设备号为89的字符类型设备。 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：亿恩科技【www.enkj.com】 |
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