Linux 下I2C 驱动架构全面分析

I2C 概述

I2C只有两条线，一条串行数据线SDA，一条是时钟线SCL。使用SCL、SDA这两根数据线就实现了设备之间的数据交互。I2C总线广泛用于EEPROM，实时时钟RTC，小型LCD等设备与CPU的接口中。

I2C架构概述

Linux 的IIC分3个部分组成：

I2C核心：I2C核心提供了总线驱动，设备驱动的注册、注销方法。I2C通信方法（algorithm），与具体适配器无关的上层代码，以及探测设备、检测设备地址的上层代码。

I2C总线驱动：总线（适配器adapter）是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，包括I2C硬件（寄存器、中断、时钟）初始化，I2C发送与接收的处理函数。

I2C设备驱动：I2C设备驱动（客户端client）是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交互数据。

架构层次分类

第一层：提供I2C adapter的硬件驱动，探测、初始化i2c adapter(如申请i2c的io地址和中断号)，驱动adapter 在硬件上产生（start、stop、ack）以及处理I2C中断。

第二层：提供i2c adapter的algorithm，用具体的适配器xxx_xfer（）函数来填充i2c_algorithm的master_xfer函数指针，并把赋值后的i2c_algorithm再赋值给i2c_adapter的algo指针。

第三层：实现i2c设备驱动中的i2c_driver接口。实现设备device与总线（adapter）的挂接。

第四层：实现i2c设备对应的具体device驱动，i2c_driver只是实现设备与总线的挂接，而挂接在总线上的i2c设备千差万别，所以要实现具体设备device的write()，read()，ioctl()等方法；赋值给file_operations，然后注册字符设备驱动。

第一层、第二层属于i2c总线驱动（bus），第三层、第四层属于设备驱动层（device driver）。

i2C_adapter 与i2c_algorithm

i2C_adapter对应于物理上的一个适配器，而i2c_algorithm对应一套通信方法，一个i2c适配器需要i2c_algorithm

中提供的通信函数来控制适配器上产生特定的访问周期。i2c_adapter中包含其使用的i2c_algorithm指针。

i2c_algorithm中的关键函数master_xfer用于产生访问i2c设备所用到的start、stop、ask信号。以i2c_msg(即i2c

消息)为单位发送和接收通信数据。