I2C硬件介绍

I2C接口

I2C驱动架构

I2C驱动分为三部分（驱动架构路径drivers/i2c，结构体定义路径include/linux/i2c.h）：
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  • I2C核心：总线驱动和设备驱动的注册注销，I2C通信
  • I2C总线驱动：适配I2C硬件。主要包括I2C适配器i2c_adapter，通信数据结构i2c_algorithm和内部产生通信信号的函数
    • i2c_adapter对应于物理上的一个适配器，i2c_algorithm对应一套通信方法。适配器需要i2c_algorithm里的函数指针控制适配器产生特定的访问周期。
    • master_xfer函数用于产生I2C访问周期需要的信号，以i2c_msg表示

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  • I2C设备驱动：也叫客户驱动，负责提供用户程序需要的设备操作接口。主要包含数据结构i2c_driver和i2c_client
    • i2c_driver对应于一套驱动方法，其主要成员函数是probe、 remove、 suspend、 resume等。成员struct i2c_device_id是该驱动所支持的I2C设备的ID表，是一对多的关系，可以通过i2c_match_id找到对应设备
    • i2c_client对应于真实的物理设备， 每个I2C设备都需要一个i2c_client来描述。一个i2c_adpater也可以被多个i2c_client依附，i2c_client包含它所依附的i2c_adpater指针

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I2C core

核心层提供了一组接口函数，用于联系总线和设备层，一般不需要修改，只需要知道何时调用如下函数：

  1. 增加删除i2c_adapter

    1. int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter);
    2. void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver);

  2. 增加删除i2c_driver ```c extern int i2c_register_driver(struct module owner, struct i2c_driver driver); extern void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver);

/ use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE /

define i2c_add_driver(driver) \

  1. i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver)
  2. 3. 数据发送和接收函数
  3. ```c
  4. int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);
  5. int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client, char *buf, int count);
  6. int i2c_master_send(const struct i2c_client *client, const char *buf, int count);

I2C总线驱动

i2c总线适配器本身也是连接在platform总线上，所以总线驱动需要注册到platform_driver上，然后再通过I2C本身的架构与设备驱动通信。为特定的I2C适配器实现通信方法， 主要是实现i2c_algorithm的functionality函数和master_xfer函数。

如下为I2C总线驱动基本的模板：

  1. static int xxx_i2c_probe(struct platform_device *pdev)
  2. {
  3.     struct i2c_adapter *adap;
  4.     //初始化I2C adapter所使用的硬件资源，如IO地址，中断号，时钟等
  5.     xxx_adpater_hw_init();
  6.     adap->dev.parent = &pdev->dev;
  7.     adap->dev.of_node = pdev->dev.of_node;
  8.     adap->algo = xxx_i2c_algo //指定实现通信方法的i2c_algorithm
  9.     //添加adapter到I2C驱动核心中
  10.     rc = i2c_add_adapter(adap);
  11.     ...
  12. }
  14. static int xxx_i2c_remove(struct platform_device *pdev)
  15. {
  16.     //释放硬件资源
  17.     xxx_adpater_hw_free();
  18.     //从核心删除adapter
  19.     i2c_del_adapter(&dev->adapter);
  20.     return 0;
  21. }
  23. static const struct of_device_id xxx_i2c_of_match[] = {
  24.     {
  25.         .compatible = "vendor,xxx-i2c",
  26.     },
  27.     {},
  28. };
  29. MODULE_DEVICE_TABLE(of, xxx_i2c_of_match);
  31. static struct platform_driver xxx_i2c_driver = {
  32.     .driver = {
  33.         .name = "xxx-i2c",
  34.         .owner = THIS_MODULE,
  35.         .of_match_table = xxx_i2c_of_match,
  36.     },
  37.     .probe = xxx_i2c_probe,
  38.     .remove = xxx_i2c_remove,
  39. };
  40. module_platform_driver(xxx_i2c_driver);//注册到platform总线

I2C设备驱动

设备驱动要使用i2c_driver和i2c_client数据结构并填充i2c_driver中的成员函数。i2c_client一般被包含在设备的
私有信息结构体yyy_data中， 而i2c_driver则适合被定义为全局变量并初始化。

  1. static struct i2c_driver yyy_driver = {
  2.     .driver = {
  3.         .name = "yyy",
  4.     },
  5.     .probe = yyy_probe,
  6.     .remove = yyy_remove,
  7.     .id_table = yyy_id,
  8. };
  10. static int __init yyy_init(void)
  11. {
  12.     return i2c_add_driver(&yyy_driver);//注册到核心
  13. }
  14. module_initcall(yyy_init);
  16. static void __exit yyy_exit(void)
  17. {
  18.     i2c_del_driver(&yyy_driver);//从核心删除
  19. }
  20. 11module_exit(yyy_exit);