TQ2440学习笔记——Linux上I2C驱动的两种实现方法(1)

发布时间:2023-06-26  

内核版本:Linux-3.14

u-boot版本:U-Boot 2015.04

硬件:TQ2440 (NorFlash:2M   NandFlash:256M  内存:64M)

 

摘要

这里并不深入分析Linux下I2C驱动的实现,只是以TQ2440硬件平台为例分析I2C驱动的两种方法。

第一种方法:

使用S3C2440自带的I2C控制器实现,这个kernel已经支持,我们只需要配置即可。

第二种方法:

使用GPIO模拟,这个在kernel中已经集成,实现代码在drivers/i2c/busses/i2c-gpio.c。

在TQ2440平台上有一个EEPROM,型号是:AT24C02C。我们就以驱动at24c02c为例。

硬件原理

EEPROM:

image

 

引脚:

image

 

可以看到:

I2CSDA  ---- GPE15

I2CSCL  ---- GPE14

实现

下面开始介绍这两种方法。

方法一、使用I2C控制器实现

kernel已经提供了这种实现,我们需要做的仅仅是配置,此外,kernel中也提供了at24c02的驱动,我们也是只要配置就行。

驱动框架

image

配置I2C控制器驱动

文件:arch/arm/mach-s3c24xx/mach-tq2440.c:


   1: static struct platform_device *tq2440_devices[] __initdata = {

   2:     ......

   3:     &s3c_device_i2c0,

   4:     ......

   5: };

   6:  

   7: static void __init tq2440_machine_init(void)

   8: {

   9:     .......

  10:     platform_add_devices(tq2440_devices, ARRAY_SIZE(tq2440_devices));

  11:     ......

  12: }

  13:  

  14: MACHINE_START(TQ2440, "TQ2440")

  15:     .atag_offset    = 0x100,

  16:     .init_irq    = s3c2440_init_irq,

  17:     .map_io        = tq2440_map_io,

  18:     .init_machine    = tq2440_machine_init,

  19:     .init_time    = samsung_timer_init,

  20:     .restart    = s3c244x_restart,

  21: MACHINE_END

第3行的变量s3c_device_i2c0是Samsung已经定义好的,代码位置 arch/arm/plat-samsung/devs.c


   1: static struct resource s3c_i2c0_resource[] = {

   2:     [0] = DEFINE_RES_MEM(S3C_PA_IIC, SZ_4K),

   3:     [1] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_IIC),

   4: };

   5:  

   6: struct platform_device s3c_device_i2c0 = {

   7:     .name        = "s3c2410-i2c",

   8:     .id        = 0,

   9:     .num_resources    = ARRAY_SIZE(s3c_i2c0_resource),

  10:     .resource    = s3c_i2c0_resource,

  11: };

  12:  

  13: struct s3c2410_platform_i2c default_i2c_data __initdata = {

  14:     .flags        = 0,

  15:     .slave_addr    = 0x10,

  16:     .frequency    = 100*1000,

  17:     .sda_delay    = 100,

  18: };

第13行的结构体default_i2c_data的存放的是I2C的时序信息。


配置好上面,那么kernel在启动时就会将I2C控制器的硬件信息注册到系统。此外,还需要配置I2C控制器驱动。


代码位置:drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c


   1: static struct platform_device_id s3c24xx_driver_ids[] = {

   2:     {

   3:         .name        = "s3c2410-i2c",

   4:         .driver_data    = 0,

   5:     }, {

   6:         .name        = "s3c2440-i2c",

   7:         .driver_data    = QUIRK_S3C2440,

   8:     }, {

   9:         .name        = "s3c2440-hdmiphy-i2c",

  10:         .driver_data    = QUIRK_S3C2440 | QUIRK_HDMIPHY | QUIRK_NO_GPIO,

  11:     }, { },

  12: };

  13: MODULE_DEVICE_TABLE(platform, s3c24xx_driver_ids);

  14:  

  15: /* device driver for platform bus bits */

  16:  

  17: static struct platform_driver s3c24xx_i2c_driver = {

  18:     .probe        = s3c24xx_i2c_probe,

  19:     .remove        = s3c24xx_i2c_remove,

  20:     .id_table    = s3c24xx_driver_ids,

  21:     .driver        = {

  22:         .owner    = THIS_MODULE,

  23:         .name    = "s3c-i2c",

  24:         .pm    = S3C24XX_DEV_PM_OPS,

  25:         .of_match_table = of_match_ptr(s3c24xx_i2c_match),

  26:     },

  27: };

  28:  

  29: static int __init i2c_adap_s3c_init(void)

  30: {

  31:     return platform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);

  32: }

  33: subsys_initcall(i2c_adap_s3c_init);

  34:  

  35: static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)

  36: {

  37:     platform_driver_unregister(&s3c24xx_i2c_driver);

  38: }

  39: module_exit(i2c_adap_s3c_exit);

第20行里的id_table存放的是要匹配的名称。


在drivers/i2c/busses/Makefile中:


obj-$(CONFIG_I2C_S3C2410)    += i2c-s3c2410.o

所以需要配置CONFIG_I2C_S3C2410


make menuconfig


然后搜索CONFIG_I2C_S3C2410

image

可以看到下面红色框住的地方,意思是我们直接点击键盘上的1就可以跳转到搜索到的地方。

image

下图就是搜索到的位置:

image

至此,I2C控制器驱动(即I2C adapter驱动)就配置完成了。

EEPROM驱动配置

在内核中已经支持了at24c02c的驱动,我们需要做的是填充at24c02c的硬件信息。

文件arch/arm/mach-s3c24xx/mach-tq2440.c:


   1: /* AT24C02 */

   2: static struct at24_platform_data tq2440_platform_data = {

   3:     .byte_len = SZ_1K*2/8,

   4:     .page_size = 8,

   5:     .flags = AT24_FLAG_TAKE8ADDR,

   6: };

   7:  

   8: static struct i2c_board_info tq2440_at24c02[] = {

   9:     {

  10:         I2C_BOARD_INFO("24c02", 0x50),

  11:         .platform_data = &tq2440_platform_data,

  12:     },

  13: };

  14:  

  15: static void __init tq2440_machine_init(void)

  16: {

  17:     ......

  18:     i2c_register_board_info(0, tq2440_at24c02, 1);

  19:     ......

  20: }

  21:  

  22: MACHINE_START(TQ2440, "TQ2440")

  23:     /* Maintainer: Ben Dooks */

  24:     .atag_offset    = 0x100,

  25:  

  26:     .init_irq    = s3c2440_init_irq,

  27:     .map_io        = tq2440_map_io,

  28:     .init_machine    = tq2440_machine_init,

  29:     .init_time    = samsung_timer_init,

  30:     .restart    = s3c244x_restart,

  31: MACHINE_END

第18行注册at24c02的板级信息(硬件信息的填写可以参考at24c02驱动解析板级信息的过程),可以看到,使用的busnum是0,即i2c_adapter的编号。


接下来需要配置at24c02的驱动:drivers/misc/eeprom/at24.c


   1: static const struct i2c_device_id at24_ids[] = {

   2: ......

   3:     { "24c01", AT24_DEVICE_MAGIC(1024 / 8, 0) },

   4:     { "24c02", AT24_DEVICE_MAGIC(2048 / 8, 0) },

   5:     ......

   6:     { "at24", 0 },

   7: };

   8: MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, at24_ids);

   9:  

  10: static struct i2c_driver at24_driver = {

  11:     .driver = {

  12:         .name = "at24",

  13:         .owner = THIS_MODULE,

  14:     },

  15:     .probe = at24_probe,

  16:     .remove = at24_remove,

  17:     .id_table = at24_ids,

  18: };

  19:  

  20: static int __init at24_init(void)

  21: {

  22:     if (!io_limit) {

  23:         pr_err("at24: io_limit must not be 0!n");

  24:         return -EINVAL;

  25:     }

  26:  

  27:     io_limit = rounddown_pow_of_two(io_limit);

  28:     return i2c_add_driver(&at24_driver);

  29: }

  30: module_init(at24_init);

在drivers/misc/eeprom/Makefile中:

obj-$(CONFIG_EEPROM_AT24)    += at24.o

所以需要配置CONFIG_EEPROM_AT24,搜索过程前面已经说过。

image

至此,就配置完成了,重新编译内核。


验证

   1: [root@TQ2440 /]# cd /sys/bus/i2c/drivers/at24/0-0050/

   2: [root@TQ2440 0-0050]# ls

   3: driver     eeprom     modalias   name       power      subsystem  uevent

   4: [root@TQ2440 0-0050]# dd if=/dev/zero of=eeprom 

   5: ^C

   6: [root@TQ2440 0-0050]# cat eeprom 

   7: [root@TQ2440 0-0050]# echo "pengdonglin" > eeprom 

   8: [root@TQ2440 0-0050]# cat eeprom 

   9: pengdonglin

  10: [root@TQ2440 0-0050]# 

方法二、使用GPIO模拟

这部分在kernel中也已经支持了,我们只需要配置即可。

驱动框架

image

 

跟上面的对比,EEPROM驱动不用修改,配置方法参考方法一,我们需要配置的只是将原来的I2C控制器驱动替换为I2C-GPIO驱动即可,其实kernel是利用这个两个GPIO引脚(一个是SDA(对应GPIOE15),另一个是SCL(对应GPIOE14))模拟出来一个I2C控制器,然后将这个控制器注册到系统,这一点对于EEPROM驱动来说是完全透明的,这里需要保证使用GPIO模拟出来的I2C控制器的编号必须跟at24c02注册板级信息时指定的busnum一致,而且不能再注册方法一中的I2C控制器硬件信息了,否则会冲突。

配置I2C_GPIO硬件信息

这个主要是告诉I2C_GPIO控制器使用哪两个GPIO作为SDA和SCL,如何填写配置信息可以参考i2c-gpio.c解析配置信息的过程。

文件 arch/arm/mach-s3c24xx/mach-tq2440.c:


   1: static struct i2c_gpio_platform_data s3c_gpio_i2c_platdata = {

   2:     .sda_pin = S3C2410_GPE(15),

   3:     .scl_pin = S3C2410_GPE(14),

   4:     //.sda_is_open_drain = 1,

   5:     //.scl_is_open_drain = 1,

   6:     //.scl_is_output_only = 1,

文章来源于:电子工程世界    原文链接
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