I2C简单实验之LT6911UXC读取ChipID

 近期有点全身心投入到了嵌入式驱动的开发意思了，起早贪黑的学习。不过也是，人生的路都是在不断地学习中度过的。对于干了几年的硬件工程师而言，不说硬件是不是很牛了，就是想换换脑子，整天三极管、电阻、电容的，确实让人乏味。思来想去，硬件是软件的基座，驱动是软件沟通硬件的桥梁。倒不如自己整点知识，也方便自己以后调试硬件不是，再说了从软件角度去理解硬件思维，会有很多不同的收获不是。

 奋战了一个月，倒是把驱动的基本框架了解七七八八了，兴致使然，图像采集感觉还不错，公司有产品当开发板，也是省下了大部分的学习成本。

 硬件基本结构就是：SOC平台为瑞芯微，视频桥接芯片是LT6911UXC，千兆网络接口和基本的电源电路，还有的最小核心板组成就不多说了。

 总归是要初始化和调试LT6911UXC的，那么最基础的当然是通过固定的总线去访问和配置其寄存器了，而大多这类芯片都是用的I2C，LT6911UXC也不例外。于是重点看了下I2C总线的驱动实现框架。那么就在已有的基本驱动框架下实验下了

一、基本的驱动框架

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
static int lt6911_driver_init(void)
{
    return 0;
}

static void lt6911_driver_exit(void)
{
}

module_init(lt6911_driver_init);
module_exit(lt6911_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("LY");
MODULE_VERSION("V1.0");

二、 增加I2C的框架

1. 添加一个I2C设备

这一步是通过i2c_add_driver(driver)这个API函数实现的，那么就在驱动加载的时候使用这个函数

static int lt6911_driver_init(void)
{
    int ret;
    printk("==>this is lt6911_driver_init\n");
    ret= i2c_add_driver(&lt6911_driver);
    if(ret<0){
        printk("==>lt6911 i2c driver add error\n");
        return 0;
    }

    return 0;
}

那么要按照以上的实现方式，必须要先实现一个I2C设备，这个设备是通过i2c_driver这个结构体实现的

struct i2c_driver lt6911_driver={
    .probe=lt6911_driver_probe,
    .remove=lt6911_driver_remove,
    .driver={
        .owner=THIS_MODULE,
        .name="lt6911uxc",          //没有设备树使用的匹配名
        .of_match_table=lt6911_id   //使用设备树匹配的设备列表
    },
.id_table=lt6911_id_table       //无论使不使用设备树，这里必须实现
};

2. 实现两个函数

从上一步的i2c_driver设备结构体可以看出，需要实现probe和remove函数。probe函数是当I2C设备正确挂载后所执行的函数，remove函数是I2C设备卸载时所执行的函数。

probe函数

int lt6911_driver_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
    printk("==>this is lt6911_driver_probe\n");
    return 0;
}

remove函数

int lt6911_driver_remove(struct i2c_client *client)
{
    printk("==>this is lt6911_driver_remove\n");
    return 0;
}

3. 在设备树中对应的I2C下添加此设备信息

上面两步完成后，编译驱动为KO文件，通过insmod是可以加载此驱动的，但是会发现加载后只会执行到init这一步。那是因为我们没有在设备树中添加相应设备信息。我的板卡是挂在了I2C2上的，于是就进行下面操作

&i2c2{
status = "okay";
clock-frequency = <100000>;
lt6911uxc:lt6911uxc@56{
        compatible = "lt6911uxc";
status = "okay";
        reg = <0x56>;      //设备的芯片地址，手册都会说明             
interrupt-parent = <&gpio3>;
interrupts = <RK_PA5 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
rst-gpio =  <&gpio4 RK_PA1 GPIO_ACTIVE_LOW>;

pinctrl-names="default";
pinctrl-0=<&lt6911_rstn_gpio>;
};

};

然后重新编译内核，烧录开发板。再此进行加载KO文件，发现可以打印probe函数中设置的打印语句了

4. 实现最简单的读取Chip ID

框架都搭建完成，接下来当然是与芯片交流一下了，阅读了下LT6911UXC相关手册，要想读取寄存器的数据还得改变它的I2C工作模式和切换bank.原因是其内部集成了MCU，而这个MCU也是通过这个I2C在内部已经连接了LT6911UXC处理核心。

那么就要实现i2c的write和read函数了。驱动程序中I2C的读写都是以包的形式发送和接收的，所以我们先封包。封包使用的结构体是struct i2c_msg，最终的读写函数实现如下

static void lt6911_i2c_write( u16 reg, u8 *values, u32 n)
{
    struct i2c_msg msgs[2];
    int err, i;
    u8 data[8];
    u8 bank = reg >> 8;
    u8 reg_addr = reg & 0xFF;
    u8 buf[2] = {0xFF, bank};

    data[0] = reg_addr;
    for (i = 0; i < n; i++)
    data[i + 1] = values[i];

    /* write bank */
    msgs[0].addr = lt6911_client->addr;
    msgs[0].flags = 0;
    msgs[0].len = 2;
    msgs[0].buf = buf;

    /* write reg data */
    msgs[1].addr = lt6911_client->addr;
    msgs[1].flags = 0;
    msgs[1].len = 1 + n;
    msgs[1].buf = data;

    err = i2c_transfer(lt6911_client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));
    if(err < 0){
         printk("==>transfer error %d\n",err);
    }
}

static int lt6911_i2c_read(u16 reg,u8 *values, u32 n)
{
    
    int ret;
    u8 bank = reg >> 8;
    u8 reg_addr = reg & 0xFF;
    u8 bank_buff[2]={0xff,bank};
    struct i2c_msg msgs[]={
        [0]={
            .addr=lt6911_client->addr,
            .flags=0,
            .len=2,
            .buf=bank_buff,
        
        },
        [1]={
            .addr=lt6911_client->addr,
            .flags=0,
            .len=sizeof(reg_addr),
            .buf=&reg_addr,
        
        },
        [2]={
            .addr=lt6911_client->addr,
            .flags=1,
            .len=sizeof(values),
            .buf=values,           
        }
    };
    ret = i2c_transfer(lt6911_client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));
    if(ret < 0){
         printk("==>transfer error %d\n",ret);
         return ret;
    }
    return 0;
}

读写函数实现没问题了，那么就在init函数中添加调用就可以了

    lt6911_i2c_write( 0x80ee, &i2c_enable, 1);
    lt6911_i2c_read(0x8100,&rdata,1);
    printk("==>lt6911_id is %#x\n",rdata);

编译后，再次加载KO文件，发现在写函数中i2c_transfer函数返回值为-6，意思是NO ACK。怎么回事呢，经过询问最近比较火热的Chatgpt，它告诉我了个答案

也就是我们给了设备地址，但是这个函数会将设备地址左移后然后增加读写位，才是真正的发送的地址。而通过开发板命令行中使用I2C工具（命令：i2cdump -y -f 2 0x56）来读取设备寄存器，通过逻辑分析仪抓取后得到

0x56左移一位再加上写标志位，确实是0xAC啊，经过资料的一番查找，对于I2C设备地址，都是七位。而资料给的发送格式0x56是带有读写位的。那么去掉读写位，也就是将0x56右移一位，在最高位加一个零，就得到了0x2B，再次使用I2C工具试下

就这样成功了，翻阅了大量资料。对于一个初学者而言都是在不断地怀疑和比较中找到了答案。还是挺兴奋的。所以我们就要把设备树中的配置更改下

&i2c2{
status = "okay";
clock-frequency = <100000>;
    lt6911uxc:lt6911uxc@56{
        compatible = "lt6911uxc";
        status = "okay";
        reg = <0x2b>;      //设备的芯片地址，手册都会说明             
        interrupt-parent = <&gpio3>;
        interrupts = <RK_PA5 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        rst-gpio =  <&gpio4 RK_PA1 GPIO_ACTIVE_LOW>;

        pinctrl-names="default";
        pinctrl-0=<&lt6911_rstn_gpio>;
    };

};

编译内核，烧录。读chipID成功

总结

i2c的读写最关键的就是设备地址了，驱动的框架是固定的。

学习就应该在怀疑中调试，在调试中比较，在比较中得到答案。我们都是站在巨人的肩膀上的，当自己出现问题时，最好是看看巨人都是怎么做的。