Linux2.6内核i2c驱动架构

三. i2c驱动架构分析 i2c驱动架构分析
2、硬件抽象层 、 i2c-core.h和i2c-core.c为其主体框架代码，提供了 为其主体框架代码， 和 为其主体框架代码 核心数据结构的定义、 适配器驱动和设备驱动的注 核心数据结构的定义、i2c适配器驱动和设备驱动的注 注销管理等API。其为硬件平台无关层，向下屏 册、注销管理等 。其为硬件平台无关层， 蔽了物理总线适配器的差异， 蔽了物理总线适配器的差异，定义了统一的访问策略 和接口；其向上提供了统一的接口，以便I2C设备驱 和接口；其向上提供了统一的接口，以便 设备驱 动通过总线适配器进行数据收发。 动通过总线适配器进行数据收发。 3、用户接口层 、 i2c设备驱动层为用户接口层，其为用户提供了通 设备驱动层为用户接口层， 设备驱动层为用户接口层 总线访问具体设备的接口。 过I2C总线访问具体设备的接口。 I2c设备驱动主要包 总线访问具体设备的接口 设备驱动主要包 含了数据结构i2c_driver和i2c_client，我们需要根据 含了数据结构 和 ， 具体设备实现其中的成员函数。 具体设备实现其中的成员函数。
Linux2.6内核i2c驱动架构
目录
一．i2c简介 i2c简介 二．驱动相关知识介绍 三．i2c驱动架构分析 i2c驱动架构分析
一. i2c简介 i2c简介
I2C 协议
I2C协议是有PHILIPS公司在1992年最先提出， PHILIPS公司专利。 I2C协议是有PHILIPS公司在1992年最先提出，乃PHILIPS公司专利。只要购 协议是有PHILIPS公司在1992年最先提出 公司专利 Philips的I2C元件同时传递了一个在Philips的 元件同时传递了一个在Philips 专利下， 买Philips的I2C元件同时传递了一个在Philips的I2C 专利下，在I2C 系统使用 元件使系统符合由Philips定义的I2C规范的许可证。任何使用I2C Philips定义的I2C规范的许可证 I2C的元件都必须 元件使系统符合由Philips定义的I2C规范的许可证。任何使用I2C的元件都必须 得到PHILIPS公司的授权。 PHILIPS公司的授权 得到PHILIPS公司的授权。 I2C总线的特征 I2C总线的特征 只要求两条总线线路一条串行数据线（SDA）一条串行时钟线（SCL）。 1．只要求两条总线线路一条串行数据线（SDA）一条串行时钟线（SCL）。 同时SDL SCL都是双向线路 分别通过上拉电阻连接到正的电源电压。 SDL和 都是双向线路， 同时SDL和SCL都是双向线路，分别通过上拉电阻连接到正的电源电压。 .每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主 2 .每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主 从机关系软件设定地址;主机可以作为主机发送器或主机接收器。 机/从机关系软件设定地址;主机可以作为主机发送器或主机接收器。 3.它是一个真正的多主机总线 它是一个真正的多主机总线， 3.它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化数据传输 可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。 可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。 串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s 100kbit/s。 4. 串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s。快速模 式下可达400kbit/s 高速模式下可达3.4Mbit/s 400kbit/s。 3.4Mbit/s。 式下可达400kbit/s。高速模式下可达3.4Mbit/s。 5.片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波， 5.片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波，保证数据完整 片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波
二. 驱动相关知识介绍
二. 驱动相关知识介绍
（2）与用户空间通信 ） 这些通信的操作都是通过sysfs文件系统这个中介来完 这些通信的操作都是通过 文件系统这个中介来完 成的。 文件系统紧密团结在设备模型周围， 成的。 sysfs文件系统紧密团结在设备模型周围，把控制设 文件系统紧密团结在设备模型周围 备的接口（比如设备休眠、唤醒） 备的接口（比如设备休眠、唤醒）通过文件的形式暴露给 用户，一边用户可以通过读写sysfs中文件的方式，读取或 中文件的方式， 用户，一边用户可以通过读写 中文件的方式 改变设备的配置。 改变设备的配置。
二. 驱动相关知识介绍
（4）管理对象生命周期 ） 前面描述的功能，包括支持热插拔和sysfs 前面描述的功能，包括支持热插拔和 使用这个模型相当的复杂。 ，使用这个模型相当的复杂。得有一个好的机 制来实现设备生命周期。比如说， 制来实现设备生命周期。比如说，把USB鼠标 鼠标 拔了之后，全局设备树和sysfs里面的相应文件 拔了之后，全局设备树和 里面的相应文件 必须去掉。 必须去掉。
三. i2c驱动架构分析 i2c驱动架构分析
二. 驱动相关知识介绍
（3）支持热插拔 ） 越来越多的计算机设备可被动态的热插拔了， 越来越多的计算机设备可被动态的热插拔了，也 就是说，外围设备可根据用户的需要安装与卸载。 就是说，外围设备可根据用户的需要安装与卸载。内 核中的热插拔机制可以处理热插拔设备， 核中的热插拔机制可以处理热插拔设备，特别是能够 与用户空间进行关于插拔设备的通信， 与用户空间进行关于插拔设备的通信，而这种机制也 是通过设备模型管理的。 是通过设备模型管理的。
二. 驱动相关知识介绍
设备树 设备树是一种描述硬件配置的树形数据结构，有且仅有一个 根它包含了有关CPU、物理内存、总线、串口、PHY 以及其他外 围设备信息等。该树继承了OpenFirmware IEEE 1275 设备树的 定义。操作系统能够在启动时对此结构进行语法分析，以此配置 内核，加载相应的驱动。 U-Boot 需要将设备树在内存中的存储地址传给内核。该树 主要由三大部分组成：头（Header）、结构块（Structure block ）、字符串块（Strings block）。设备树在内存中的存储布局图1 如下：
二. 驱动相关知识介绍
总线、 总线、设备和驱动程序
总线是处理器与一个或者多个设备之间的通道。在设备模型中，所有的 设备通过总线相连。甚至是那些内部的虚拟“平台”总线。总线可以相互插 入，比如一个USB控制器通常是一个PCI设备。设备模型展示了总线和它们 所控制的设备之间的实际连接。 of_platform总线（平台总线）是2.6 kernel中引入的正对Linux PowerPC CPU SPI I2C 的一种虚拟总线，主要用来管理CPU的片上资源，例如串口、SPI、I2C、网 卡。 设备连接某条物理或者虚拟总线上的对象。可能是真正物理对象，也 可能是虚拟对象。例如U盘就是一个物理对象，pty设备就是一个虚拟的对象 。 驱动是用来和设备通信的软件程序。驱动可以从设备中获取数据，也 可以把相应数据发给设备进行处理。驱动一般都是和具体操作系统以及具体 硬件相关的。
二. 驱动相关知识介绍
设备模型具有以下的功能： 设备模型具有以下的功能： （1）电源管理和系统关机。 ）电源管理和系统关机。 想在内核中实现智能的电源管理， 想在内核中实现智能的电源管理，就需要建立表示 系统中设备的拓扑关系的树结构。比如一个USB宿主适 系统中设备的拓扑关系的树结构。比如一个 宿主适 配器， 配器，在处理完所有与其连接的设备前是不能被关闭的 。设备模型使得操作系统能够以正确的顺序遍历系统硬 件。
一. i2c简介 i2c简介
i2c设备连接图 i2c设备连接图
I2cห้องสมุดไป่ตู้配器 SCL
SDA AT24C8 other device
二. 驱动相关知识介绍
设备模型： 设备模型：
在以前的内核中没有独立的数据结构用来让内 核获得系统整体配合的信息。尽管缺乏这些信息， 核获得系统整体配合的信息。尽管缺乏这些信息， 在许多时候还是能工作正常。然而，随着 在许多时候还是能工作正常。然而，随着linux支 支 持的设备越来越多，拓扑结构越来越复杂， 持的设备越来越多，拓扑结构越来越复杂， linux 2.6内核引入了设备模型，目的是为了能够对 内核引入了设备模型， 内核引入了设备模型 设备进行有效管理。其实， 设备进行有效管理。其实，建立设备模型的初衷很 直白——为了省电。即是为了实现一些动态管理电 为了省电。 直白 为了省电 源的功能。 源的功能。
二. 驱动相关知识介绍
三. i2c驱动架构分析 i2c驱动架构分析
内核中， 在2.6的Linux内核中，I2C的驱动架构分为如下三个层 的 内核中 的驱动架构分为如下三个层 硬件抽象层、平台依赖层和用户接口层。 次：硬件抽象层、平台依赖层和用户接口层。 1、平台依赖层 、 i2c总线适配器（adapter）就是一条 总线的控制器 总线适配器（ 总线适配器 ）就是一条i2c总线的控制器 所谓控制是相对于本CPU来说的），在物理上连接若干 来说的）， （所谓控制是相对于本 来说的），在物理上连接若干 i2c设备。在Linux驱动中，每种处理器平台有自己的适配 设备。 驱动中， 设备 驱动中 器驱动，属于平台移植相关层。每一个特定的硬件平台在 器驱动，属于平台移植相关层。 i2c/busses/目录下都有一个 目录下都有一个adapter的实现，PowerPC 880的 的实现， 目录下都有一个 的实现 的 平台驱动在i2c-mpc.c中。其按照核心层定义的接口实现了 平台驱动在 中 i2适配器的 适配器的adapter数据结构 数据结构i2c_adapter，提供了具体的 适配器的 数据结构 ， i2c_algorithm数据结构用于和 从机设备进行通信。 数据结构用于和i2c从机设备进行通信 数据结构用于和 从机设备进行通信。