GPIO模拟I2C学习任务——实战

序言

任务：
用rk3328-evb中的两个gpio模拟I2C，slave模式是基本，master作为拓展。

目标:

1. 功能成功
2. 速率可设
3. 主从模式
4. 挂在设备树上

平台：
RK3328-evb，arm64，ddr4，硬件信息可以从开源网站中获取
rock-chip开源官网

固件烧录

烧录也是通过开源网的教程中慢慢琢磨，固件烧录过程遇到挺多的问题，把遇到一些问题贴出来，如果大家遇到了有好的解决方法，希望告知。
RK3328烧录过程遇到问题

内核模块动态加载

内核驱动调试过程最好做成模块，然后通过动态加载也就是单独编译出来然后insert进内核，我总结了三种便捷的交叉编译方式，我主要使用V2.0，编译过程是在虚拟机中，而内核模块加载是加载在目标机上，所以注意交叉编译相关内容。
V1.0：整个kernel 编译模块

Makefile:
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- rockchip_linux_defconfig

kernel/:
make modules ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

rk3328-evb:
insmod(rmmod)
mknod /dev/i2c_ldq c 225 0

V2.0：编译指定模块

Makefile：
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
       obj-m:= led.o
else
KDIR := /home/ldq/kernel
PWD := $(shell pwd)
CROSS_COMPILE=/opt/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/aarch64-linux-android-5.3-linaro/bin/aarch64-linux-android-
ARCH =arm64
default:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) ARCH=$(ARCH)
    rm -rf *.o *.cmd *.mod.c *.order *.symvers
endif
clean:
    rm -rf *.o *.cmd *.mod.c *.ko *.order *.symvers

V3.0：代码行直接使用

make -C /home/ldq/kernel M=/home/ldq/kernel/drivers/char/hello modules CROSS_COMPILE=/opt/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/aarch64-linux-android-5.3-linaro/bin/aarch64-linux-android- ARCH=arm64

手册阅读

• GRF：pin复用，尤其是我们要用到的GPIO口是否被其他驱动复用到其他设备上，导致GPIO寄存器无法配置有效
• GPIO寄存器：通过配置GPIO的direction和data来完成GPIO配置

I2C协议

外围设备都具有一个七位的“从器件专用码”，高四位厂家信息，由厂家定义。低三位地址信息，由使用者自己定义。所以不需要外部的片选。多种slc频率，但是保持在100k或以下，不过这个都是比较旧的资料，不知道现在是什么速率。

• 空闲状态：SCL和SDA保持高电平
• 起始位：SCL高 SDA高转低跳变
• 终止位：SCL高 SDA低转高跳

• 发送端发送一个字节后，由接收端反馈一个应答信号，低电平为有效应答（ACK），高电平位无效电平（NACK），要求在第九个SCL时钟信号低电平期间，拉低，并且在第九个SCL时钟高电平期间，保持低。
  

• 如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P。

• 在SCL低电平期间SDA做变化，SCL高电平期间SDA保持电平，这样的数据才有效
• 同步——每一位数据都有一个时钟脉冲相对应

工作流程

1. 主设备发出起始电平
2. 主设备发出设备地址、读写位，然后释放总线等待从设备拉低应答
3. 发送所要读取的slave的内部寄存器，等待应答
4. 发送数据

5. 发送停止位

   ● 写入从设备

   1. 主设备发出起始电平 start
   2. 主设备发出设备地址、写位，然后释放总线等待从设备拉低应答 write
   3. 发送所要写的slave的内部寄存器，等待应答 read ack
   4. 发送数据 write read ack
   5. 发送停止位，从设备进入内部写入周期，所以两次写之间需要一个大概10ms的延迟。
      
      

● 读从设备

1. 主设备发出起始电平 start
2. 主设备发出设备地址、读位 bit[0:7]
3. 发送所要读取的slave的内部寄存器 bit[0:7]
4. 重新发送起始电平，即restart start
5. 重新发送slave地址+read bit set；
6. 读取数据
   主机接收器在接收到最后一个字节后，也不会发出ACK信号。于是，从机发送器释放SDA线，以允许主机发出P信号结束传输。
7. 发送停止位
   
   

设备树

作用：

• 板级的信息获取抽象到驱动中，而具体信息在设备树上，通过修改设备树节点的信息，来使得驱动支持普通信息发生改变的不同开发板（比如管教的物理地址），但是如果驱动逻辑发生改变，还是要重写驱动

• 设备树就是为驱动服务的

  
  

注释

• 节点名可以引用 &pinctrl，pinctrl：
• KEY

未完待续……