caiji0169的博客

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种常见的串行通信总线协议，广泛应用于嵌入式系统中，用于多个芯片间的低速数据传输。在 Linux 内核中，I2C 子系统负责提供通用接口，支持 I2C 总线控制器和设备的驱动开发。本文以 IMX6ULL 为例，详细分析了 I2C 控制器的架构与工作原理，讨论了其内部关键组件，如时钟控制、数据传输寄存器、中断处理等。结合实际代码分析，本文深入讲解了 Linux 中 I2C 控制器驱动的实现，包括设备树配置、I2C 适配器注册、数据传输流程等。

GPIO模拟I2C是一种利用GPIO引脚模拟I2C总线的方法，适用于I2C接口不够用的场景。I2C协议通过SDA和SCL两根线实现双向数据传输，并通过开漏结构和上拉电阻实现设备间的通信。使用GPIO模拟时，需要将引脚设置为开漏输出并配置相应的时序。Linux内核提供了I2C-GPIO驱动，支持通过设备树或平台数据配置SDA和SCL引脚。驱动通过i2c_algo_bit_data结构体设置I2C的操作函数，注册到I2C子系统，实现基于GPIO的I2C通信功能，适合无硬件I2C控制器的场景。

I2C（Inter-Integrated Circuit）协议是一种广泛用于嵌入式系统中的串行总线协议，主要用于在短距离内在主机和多个从设备之间进行通信。根据设备的功能和通信方式，I2C设备可以分为两种形态：完全依赖I2C的设备和复合型设备。完全依赖I2C的设备通过I2C总线与主机进行所有数据交互，驱动通过i2c_driver框架与设备匹配；复合型设备则利用I2C作为辅助接口进行少量数据传输，如HDMI设备的配置信息读取。两者在设备树（DTS）和驱动设计中有所不同，需要根据设备需求编写合适的驱动程序。

本文详细介绍了如何在Linux内核中设计并实现一个虚拟的I2C总线驱动。文中从I2C总线与平台总线的区别入手，逐步讲解I2C驱动程序的层次结构及I2C适配器的核心数据结构和API接口。之后，通过具体的代码示例展示了如何编写和注册一个I2C适配器，包括分配I2C适配器、实现I2C算法、注册适配器等步骤，确保I2C控制器能够成功与设备进行通信。

本文详细介绍了Linux内核中的I2C驱动框架，包括核心结构体 i2c_driver 和 i2c_client 的功能和匹配机制。I2C驱动通过 i2c_driver 表示，设备通过 i2c_client 结构体表示，二者通过设备树、名称匹配或ID表进行匹配。提供了创建和管理I2C设备客户端的几种方法。通过示例代码演示了如何编写I2C驱动程序，并讲解了核心函数 i2c_add_driver 的作用及其在驱动注册中的应用，

本文详细讲解了Linux内核中I2C设备驱动与设备树的匹配机制，介绍了platform_driver和platform_device的相关结构体及其匹配流程。通过对driver_match_device函数的解析，阐明了四种匹配方式：driver_override与驱动名称匹配、设备树compatible属性匹配、ACPI方式匹配、以及ID表匹配。重点剖析了设备树compatible属性的匹配机制，结合代码深入解析了内核如何通过解析设备树节来找到对应的驱动程序，调用probe函数

继续深入探讨 I2C 子系统，特别是 i2c-dev.c 文件中的操作函数实现。在之前的介绍中，详细解读了 I2C 字符设备驱动的注册过程，本章将着重分析其 file_operations 结构体中的各个函数，尤其是 open、ioctl、read 和 write 函数的实现。特别探讨了匿名客户端的创建、I2C 传输的实现、SMBus 传输的处理等核心内容。 同时解析I2C 核心层提供的接口 i2c_master_recv 和 i2c_master_send 函数

剖析Linux字符设备驱动的编写流程，并通过实例详细讲解了如何使用内核提供的API（如register_chrdev、class_create、device_create）实现字符设备的注册、设备节点的创建以及用户空间与内核空间的交互。比较了字符设备驱动与平台设备驱动的异同。理解以上内容后进一步讲解内核提供的i2c-dev.c设备驱动程序中是如何去注册一个i2c字符设备驱动的。

在Linux中，I2C框架包含多个关键结构，负责操作系统与I2C设备之间的通信。i2c_adapter代表物理I2C控制器，并定义了访问I2C总线的算法。i2c_algorithm结构提供了master_xfer等方法用于I2C数据传输，以及用于SMBus协议处理的smbus_xfer方法。i2c_msg结构描述了一次I2C传输，包括从设备地址、数据缓冲区和传输标志。这些组件共同确保内核与I2C设备之间的通信顺畅，支持不同的传输协议和模式。

SMBus（系统管理总线）是基于 I2C 协议的一个子集，广泛应用于智能电池和低功耗设备的电源管理通信中。它通过一系列严格的标准和定义，如更窄的电压范围、最小时钟频率要求以及数据传输格式的规范，确保设备间高效、可靠的通信。在本篇文章中，将探讨 SMBus 与 I2C 的差异，详细解读 SMBus 操作指令和数据传输符号，了解这一关键技术在系统管理中的重要应用。

I2C（Inter-Integrated Circuit）作为一种广泛应用于嵌入式系统、传感器等领域的通信协议，以其双线设计（SCL时钟线与SDA数据线）实现了主从设备的高效通信。本文从I2C的硬件架构出发，详细分析了在Linux系统中的I2C软件框架，涵盖了如何通过控制器驱动与设备驱动进行数据传输。我们将通过具体的读写操作与时序图，深入解析I2C协议的工作机制与信号传输原理，帮助你全面理解这一核心通信协议的实现细节。