I2C 使用

简介

AIO-3568J开发板上有 6 个片上 I2C 控制器，各个 I2C 的使用情况如下表：

本文主要描述如何在该开发板上配置 I2C。

配置 I2C 可分为两大步骤：

定义和注册 I2C 设备

定义和注册 I2C 驱动

下面以配置 GSL3680 为例。

定义和注册 I2C 设备

在注册 I2C 设备时，需要结构体 "i2c_client" 来描述 I2C 设备。然而在标准
Linux 中，用户只需要提供相应的 I2C 设备信息，Linux 就会根据所提供的信
息构造 "i2c_client" 结构体。

用户所提供的 I2C 设备信息以节点的形式写到 DTS 文件中，如下所示：

   kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-firefly-aioj-lvds-HSX101H40C.dts
   &i2c2 {
       status = "okay";
       clock-frequency = <100000>;
       //i2c-scl-rising-time-ns = <800>;
       //i2c-scl-falling-time-ns = <100>;
       gslx680: gslx680@41 {
           compatible = "gslX680";
           reg = <0x41>;
           screen_max_x = <800>;
           screen_max_y = <1280>;
           touch-gpio = <&gpio0 RK_PC5 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
           reset-gpio = <&gpio0 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
           flip-x = <1>;
           flip-y = <0>;
           swap-xy = <0>;
           gsl,fw = <1>;
       };
   };

定义和注册 I2C 驱动

定义 I2C 驱动

在定义 I2C 驱动之前，用户首先要定义变量 "of_device_id" 和
"i2c_device_id"。

"of_device_id" 用于在驱动中调用 DTS 文件中定义的设备信息，其定义如下所
示：

    static struct of_device_id gsl_ts_ids[] = {
      {.compatible = "gslX680"},
      {}
    };

定义变量 "i2c_device_id"：

    static const struct i2c_device_id gsl_ts_id[] = {
       {GSLX680_I2C_NAME, 0},
       {}
    };
    MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, gsl_ts_id);

"i2c_driver" 如下所示：

    static struct i2c_driver gsl_ts_driver = {
        .driver = { .name = GSLX680_I2C_NAME,
        .owner = THIS_MODULE,
        .of_match_table = of_match_ptr(gsl_ts_ids),
        },
    #ifndef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND
       //.suspend  = gsl_ts_suspend,
       //.resume   = gsl_ts_resume,
    #endif
         .probe      = gsl_ts_probe,
         .remove     = gsl_ts_remove,
         .id_table   = gsl_ts_id,
    };

注：变量 "id_table" 指示该驱动所支持的设备。

注册 I2C 驱动

使用 "i2c_add_driver" 函数注册 I2C 驱动。

   i2c_add_driver(&gsl_ts_driver);

在调用 "i2c_add_driver" 注册 I2C 驱动时，会遍历 I2C 设备，如果该驱动支
持所遍历到的设备，则会调用该驱动的 "probe" 函数。

通过 I2C 收发数据

在注册好 I2C 驱动后，即可进行 I2C 通讯。

向从机发送信息：

    int i2c_master_send(const struct i2c_client *client, const char *buf, int count)
    {
        int ret;
        struct i2c_adapter *adap = client->adapter;
        struct i2c_msg msg;
        msg.addr = client->addr;
        msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;
        msg.len = count;
        msg.buf = (char *)buf;
        ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);
        /*
         * If everything went ok (i.e. 1 msg transmitted), return #bytes
         * transmitted, else error code.
         */
        return (ret == 1) ? count : ret;
    }

向从机读取信息：

    int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client, char *buf, int count)
    {
        struct i2c_adapter *adap = client->adapter;
        struct i2c_msg msg;
        int ret;
        msg.addr = client->addr;
        msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;
        msg.flags |= I2C_M_RD;
        msg.len = count;
        msg.buf = buf;
        ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);
        /*
         * If everything went ok (i.e. 1 msg received), return #bytes received,
         * else error code.
         */
        return (ret == 1) ? count : ret;
    }
    EXPORT_SYMBOL(i2c_master_recv);

FAQs

Q1: 通信失败，出现这种 log: "timeout, ipd: 0x00, state: 1" 该如何调试
？

A1: 请检查硬件上拉是否给电。

Q2: 调用 i2c_transfer 返回值为 -6？

A2: 返回值为 -6 表示为 NACK 错误，即对方设备无应答响应，这种情况一般为
外设的问题，常见的有以下几种情况：

I2C 地址错误，解决方法是测量 I2C 波形，确认是否 I2C 设备地址错误；

I2C slave 设备不处于正常工作状态，比如未给电，错误的上电时序等；

时序不符合 I2C slave 设备所要求也会产生 Nack 信号。

Q3: 当外设对于读时序要求中间是 stop 信号不是 repeat start 信号的时候，
该如何处理？

A3: 这时需要调用两次 i2c_transfer, I2C read 拆分成两次，修改如下：

   static int i2c_read_bytes(struct i2c_client *client, u8 cmd, u8 *data, u8 data_len) {
       struct i2c_msg msgs[2];
   	int ret;
   	u8 *buffer;
   	buffer = kzalloc(data_len, GFP_KERNEL);
   	if (!buffer)
   		return -ENOMEM;;
   	msgs[0].addr = client->addr;
   	msgs[0].flags = client->flags;
   	msgs[0].len = 1;
   	msgs[0].buf = &cmd;
   	ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 1);
   	if (ret < 0) {
   		dev_err(&client->adapter->dev, "i2c read failed\n");
           kfree(buffer);
   			return ret;
       }
       msgs[1].addr = client->addr;
       msgs[1].flags = client->flags | I2C_M_RD;
       msgs[1].len = data_len;
       msgs[1].buf = buffer;
       ret = i2c_transfer(client->adapter, &msgs[1], 1);
       if (ret < 0)
   		dev_err(&client->adapter->dev, "i2c read failed\n");
       else
           memcpy(data, buffer, data_len);
       kfree(buffer);
       return ret;
   }