基于zynq的IIC驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容和機(jī)制

本文主要介紹基于zynq的IIC的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，通過(guò)代碼編寫(xiě)來(lái)深入了解IIC驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容和機(jī)制。

1. IIC驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

IIC驅(qū)動(dòng)包含兩部分：IIC總線驅(qū)動(dòng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)?？偩€驅(qū)動(dòng)是對(duì)硬件設(shè)備適配器端的實(shí)現(xiàn)，主要包含i2c_adapter，i2c_algorithm和控制i2c適配器產(chǎn)生通信信號(hào)的函數(shù)。I2c_adapter和一套i2c讀寫(xiě)algorithm綁定，i2c_algorithm包含對(duì)i2c總線的訪問(wèn)方式。IIC總線驅(qū)動(dòng)完成i2c_driver的注冊(cè)，IO空間分配，IIC硬件設(shè)備時(shí)鐘的設(shè)定，主從模式以及收發(fā)模式的設(shè)定等。通過(guò)i2c_adapter可以控制I2C總線上開(kāi)始，結(jié)束等信號(hào)的產(chǎn)生。

IIC設(shè)備驅(qū)動(dòng)提供用戶空間和i2c總線驅(qū)動(dòng)的交互，其定義了i2c_client數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及文件操作ioctrl，open，write等。I2c_client依附于i2c_adapter，用戶通過(guò)i2c_client結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)用相應(yīng)的i2c_adapter，來(lái)實(shí)現(xiàn)IIC控制。具體層次結(jié)構(gòu)如下：

User ioctrl--------->

I2c_client------------>

I2c_adapter------------>

I2c_algorithm--------------->

IIC硬件

2. zynq上IIC驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)

基于黑金的zynq7020開(kāi)發(fā)板，通過(guò)IIC來(lái)讀寫(xiě)EEPROM，首先在PS端選擇IIC端口，導(dǎo)出到PL端，分配引腳。

代碼分析：

首先定義一個(gè)i2c_dev，用于綁定到platfrom總線上。結(jié)構(gòu)體中包含i2c_adapter，以及用于收發(fā)數(shù)據(jù)的buffer（p_send_buf和p_recv_buf），completion用于等待數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程。

struct eeprom_i2c_dev{
struct device *dev;
struct i2c_adapter adapter;
unsigned long size;
void __iomem *baddr;
struct i2c_msg *p_msg;
unsigned char *p_send_buf;
unsigned char *p_recv_buf;
unsigned int recv_cnt;
unsigned int send_cnt;
int hold_falg;
int irq;
struct completion msg_completion;
spinlock_t xfer_lock;
u32 i2c_clk;
u32 input_clk;
struct clk *clk;
u32 ctrl_reg;
};

I2c_driver中主要包含了驅(qū)動(dòng)注冊(cè)和卸載函數(shù)。

static struct platform_driver eeprom_i2c_driver = {
.driver={
.name=DRIVER_NAME,
.owner=THIS_MODULE,
.of_match_table=eeprom_i2c_of_match,
},
.probe=eeprom_i2c_probe,
.remove=eeprom_i2c_remove,
};

現(xiàn)在分析probe函數(shù)：

首先從設(shè)備樹(shù)中獲得內(nèi)存地址以及中斷號(hào)，并分配IO虛擬內(nèi)存。

static int eeprom_i2c_probe(struct platform_device *pdev){
……
res=platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
……
base=ioremap(res->start, resource_size(res));
……
res=platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

指定i2c_adapter的i2c_algorithm。

idev->adapter.owner = THIS_MODULE;
idev->adapter.dev.of_node = pdev->dev.of_node;
idev->baddr=base;
idev->irq=irq;
idev->size=size;
idev->dev=&pdev->dev;
idev->adapter.timeout=msecs_to_jiffies(1000);
idev->adapter.algo=&eeprom_i2c_algo;
idev->adapter.algo_data = idev;
idev->adapter.dev.parent = &pdev->dev;
snprintf(idev->adapter.name, sizeof(idev->adapter.name), "EEPROM I2C at %08lx", strt_addr);

根據(jù)設(shè)備樹(shù)中時(shí)鐘配置IIC硬件中的時(shí)鐘寄存器。

idev->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
if (IS_ERR(idev->clk)) {
dev_err(&pdev->dev, "input clock not found./n");
return PTR_ERR(idev->clk);
} ret=clk_prepare_enable(idev->clk);
if(ret)
dev_err(&pdev->dev, "unable to enable clcok/n");
idev->input_clk=clk_get_rate(idev->clk);
idev->ctrl_reg = EEPROM_I2C_CR_ACK_EN | EEPROM_I2C_CR_NEA | EEPROM_I2C_CR_MS;
ret=eeprom_i2c_setclk(idev->input_clk, idev);

IIC接收數(shù)據(jù)要申請(qǐng)中斷。

ret=devm_request_irq(&pdev->dev, irq, eeprom_i2c_irq, 0, DRIVER_NAME, idev);

i2c_add_adapter用于將i2c_adapter加入到總線中。這個(gè)時(shí)候i2c_dev.c是可以通過(guò)通知連來(lái)檢測(cè)到這個(gè)i2c_adapter的，并能為其分配設(shè)備號(hào)。然后用戶就可以通過(guò)直接操作這個(gè)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)IIC讀寫(xiě)了。

接下來(lái)看i2c_algorithm：

static const struct i2c_algorithm eeprom_i2c_algo = {
.master_xfer=eeprom_i2c_master_xfer,
.functionality=eeprom_i2c_func,
};

eeprom_i2c_master_xfer是通信函數(shù)，其中有：

eeprom_i2c_mrcv用于處理接收到IIC設(shè)備數(shù)據(jù)，eeprom_i2c_msend用于處理發(fā)送數(shù)據(jù)，函數(shù)主要通過(guò)配置IIC硬件設(shè)備中寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)在來(lái)看用戶如何操作IIC：

i2c_rdwr_ioctl_data是i2c_dev.c中用于存儲(chǔ)的收發(fā)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)它可以傳遞數(shù)據(jù)。在work_queue中的msgs中設(shè)定好slave_addr，len等值，然后通過(guò)ioctrl可以讀寫(xiě)IIC了。

編輯：hfy