I2C设备驱动介绍

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I2C总线
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I2C总线
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I2C子系统
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I2C子系统
为了方便i2c 设备驱动的开发，避免因为I2C 控制器的硬件差异而导致设备驱动的差异 性，linux 对I2C 总线进行了封装。为 I2C 设备、控制器、及驱动提供了统一的注册平台， 同时为数据传输提供了统一的接口。 I2C 总线作为一类抽象的总线模型，具体的通信由总线控制器 i2c_adapter 所提供的总 线驱动算法i2c_algorithm 来完成。与用户空间的交互由设备驱动完成，由 i2c-dev 结构维 护。i2c_driver 结构维护了一类设备的驱动方法，i2c_client 结构维护i2c 子系统中独立的i2c 设备。另外，设备只完成与I2C-core 的数据交互，不能与适配器直接通信，真正数据的传 输由i2c-core 调用相应的i2c 控制器完成。
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I2C子系统
struct i2c_adapter { struct module *owner; unsigned int id; unsigned int class; /* classes to allow probing for */ const struct i2c_algorithm *algo; /* the algorithm to access the bus */ void *algo_data; /* data fields that are valid for all devices */ struct rt_mutex bus_lock; int timeout; /* in jiffies */ int retries; struct device dev; /* the adapter device */ int nr; char name[48]; struct completion dev_released; struct list_head userspace_clients; };
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I2C设备驱动
● 构建i2c_driver static struct i2c_driver pca953x_driver = { .driver = { .name= "pca953x", }, .probe= pca953x_probe, //当有i2c_client和i2c_driver匹配时调用 .remove= pca953x_remove,//注销时调用 .id_table= pca953x_id,//匹配规则 }; ● 注册i2c_driver static int __init pca953x_init(void) { return i2c_add_driver(&pca953x_driver); } module_init(pca953x_init);
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I2C设备驱动
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I2C设备驱动
编写I2C设备驱动有两种方法。一种是利用系统给i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设 备文件，然后通过在应用层操作i2c适配器来控制i2c设备。 另一种是为i2c设备，独立编写一个设备驱动。在这种情况下，是不需要使用i2c-dev.c 的。通常我们为i2c设备在内核层编写驱动程序。 目前内核支持两种编写i2c驱动程序的方式，分别称这两种方式为“Adapter方式 （LEGACY）”和“Probe方式（new style）”。两者流程上基本相似，而前者属于旧式驱 动开发方式，就不作讨论。这里关注现在流行使用的Probe方式。
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I2C子系统
Linux的I2C体系结构分为3个组成部分： • I2C核心 I2C 核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法（即 “algorithm”）上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代 码等。 • I2C总线驱动 I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至直 接集成在CPU内部。 I2C总线驱动主要包含了I2C适配器数据结构i2c_adapter、I2C适配器的algorithm数据结 构i2c_algorithm和控制I2C适配器产生通信信号的函数。 经由I2C总线驱动的代码，我们可以控制I2C适配器以主控方式产生开始位、停止位、 读写周期，以及以从设备方式被读写、产生ACK等。 • I2C设备驱动 I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的I2C 适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。 I2C设备驱动主要包含了数据结构i2c_driver和i2c_client，我们需要根据具体设备实现 其中的成员函数。
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I2C子系统
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I2C子系统
在Linux内核源代码中的drivers目录下包含一个i2c目录，而在i2c目录下又包含如下文件和 文件夹： • i2c-core.c : 这个文件实现了I2C核心的功能以及/proc/bus/i2c*接口。 • i2c-dev.c : 实现了I2C适配器设备文件的功能，每一个I2C适配器都被分配一个设备。通过 适配器访问设备时的主设备号都为89，次设备号为0～255。应用程序通过 “i2c-%d” (i2c-0, i2c-1, ..., i2c-10, ...)文件名并使用文件操作接口open()、write()、read()、ioctl()和close()等来 访问这个设备。i2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用的read()、write() 和ioctl()等接口，应用层可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄 存器并控制I2C设备的工作方式。 • chips文件夹 : 这个目录中包含了一些特定的I2C设备驱动，如Dallas公司的DS1337实时钟 芯片、EPSON公司的RTC8564实时钟芯片和I2C接口的EEPROM驱动等。 • busses文件夹:这个文件中包含了一些I2C总线的驱动，如S3C2410的I2C控制器驱动为i2cs3c2410.c。 • algos文件夹 : 实现了一些I2C总线适配器的algorithm。 此外，内核中的i2c.h这个头文件对i2c_driver、i2c_client、i2c_adapter和i2c_algorithm这 4个数据结构进行了定义。理解这4个结构体的作用十分关键，分别给出了它们的定义。
Jiawen.Liang
Shanghai Info TM Microelectronics Co., Ltd.
目录
一．I2C总线
二．I2C子系统
三．I2C设备驱动盈量而知芯，方行天下 Nhomakorabea2C总线
I2C总线
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I2C总线
I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用 于连接微控制器及其外围设备，是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。 它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小， 通信速率较高等优点。 I2C 总线支持任何IC 生产过程(NMOS CMOS、双极性）。两线――串行数据（SDA） 和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地 址识别（无论是微控制器——MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以 作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。很明显，LCD 驱动器只是一个接 收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。主机是初始化总线的数据传输并产 生允许传输的时钟信号 的器件；MCU一般作为主机，而其他与其连接的外设都被认 为是从机。
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I2C子系统
struct i2c_driver { unsigned int class; int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *); int (*detach_adapter)(struct i2c_adapter *); /* Standard driver model interfaces */ int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *); int (*remove)(struct i2c_client *); /* driver model interfaces that don't relate to enumeration */ void (*shutdown)(struct i2c_client *); int (*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg); int (*resume)(struct i2c_client *); void (*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data); int (*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg); struct device_driver driver; const struct i2c_device_id *id_table; /* Device detection callback for automatic device creation */ int (*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *); const unsigned short *address_list; struct list_head clients; }; 盈量而知芯，方行天下