Simulate HDMI CEC by GPIO
Use the gpio tosimulate the function of HDMI CEC.
分为两部分介绍：
HDMI CEC 的协议标准
Rockchip 使用GPIO 模拟CEC的软件
1，HDMI CEC的协议标准
1.1 具体的CEC标准在“HDMI1.4b Spec”的217页.
Hdmi 1.4spec的一个下载地址：
http://download.youkuaiyun.com/download/jasonwan23/4882713
1.2 CEC的硬件要求
接27k ohms 上拉到3.3v。
1.3 CEC的bit 时序
1.3.1 Start Bit Timing
Start bit总长度4.5ms，其中低电平3.7ms，高电平0.8ms。容错时间是前后0.2ms。
1.3.2 Data Bit Timing
Logic“0”：Start bit总长度2.4ms，其中低电平1.5ms，高电平0.9ms。容错时间是前后0.2ms。
Logic“1”：Start bit总长度2.4ms，其中低电平0.6ms，高电平1.8ms。容错时间是前后0.2ms。
注意：
start bit、data bit0、data bit1，在上面的波形图中，高电平之后拉低。
实际当中，此拉低动作由下一码元去拉低，而非本次码元自己拉低(需要释放CEC到高电平)。
Start bit+1+0的持续的波形图如下(最后的拉低为下一码元的动作)：
1.4 CEC的数据格式
1.4.1 Cec 数据的构成和长度
cec发送data都是由frame构成的。
每一个frame都是由startbit和一个或多个Block组成。
HeaderBlock和每个Data Block的大小都是 10 bit (8bit data + 1bit EOM + 1bit ACK)。
总长度是受限制的，最多只能传16个Block(包括HeaderBlock)。
1.4.2 Header/Data Block description
Header Block和每个Data Block的大小都是 10 bit (8bit data + 1bit EOM + 1bit ACK)。
高位在前，传输的时候从高位往地位开始传送。
static int GPIO_CecSendByte(char value,char EOM) {
for(i = 7; i>= 0; i--)
cec_send_bit((value >> i) & 0x1);
cec_send_bit(EOM);
returncec_read_ack();
}1.4.3 EOM (End of Message)
logic“1”表示后面还有Block。
logic“0”表示后面没有Block。
1.4.4 ACK (Acknowledge)
A，定向通信(有具体某个设备的destination)：
1，发送端应该set 1(NAK)
2，接收端应该set 0(ACK),表示接受成功
B，广播通信(destination为广播地址)
1，发送端应该set 1(NAK)
2，接收端set 0(ACK) 表示拒绝接受该广播。
3，接收端set 1(NAK) 表示接受该广播。
注意：
即便是发送端，在readACK阶段也需要先发送NACK(logic1)出去给接收端。
NAK logic“1”，在timing上，是0.6ms的低电平。而ACK是logic“0”，是1.5ms的低电平。
发送端在读ACK时候，先发出logic1，会先拉低0.6ms，然后再释放CEC，等待高电平，读出低电平的持续时间。
如果释放CEC的时候，由于上拉特性，应该自动回到高电平。此时读出的低电平时间是0.6ms，判断为logic1，即NAK。
如果释放cec的时候，由于接收端有回应，接收端拉低，使低电平保持到1.5ms，然后才由接收端释放cec，自动回到高电平(发送端已经在0.6ms的时候释放cec)。此时读出的低电平时间是1.5ms，判断为logic0，即ACK。
static int cec_read_ack(void)
{
structtimeval ts_start, ts_end;
unsignedint time;
do_gettimeofday(&ts_start);
gpio_set_value(GPIOCec.gpio,GPIO_LOW);/*EOM发送完是高电平，此时要先拉低进低电平*/
udelay(600);
gpio_direction_input(GPIOCec.gpio);/*发送端持续拉低0.6ms后释放cec，即发送logic 1*/
udelay(100);
while(gpio_get_value(GPIOCec.gpio)== 0);/*等待回到高电平*/
do_gettimeofday(&ts_end);
time= GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);/*计算低电平持续时间*/
if(time> 1300 && time < 1700) {
udelay(900);
return0;/*延时掉logic0 后续的高电平时间*/
}
else{
udelay(1800);
return1; /*延时掉logic1 后续的高电平时间*/
}
}
1.4.5 Header Block Details
这里的initator、destination指的是发送端和接收端的逻辑地址(LA)。
不同类型设备的LA在spec里的定义：
CEC_LOGADDR_TV = 0x00,
CEC_LOGADDR_PLAYBACK1 = 0x04, // DVD1 in Spev v1.3
CEC_LOGADDR_UNREGORBC = 0x0F/*广播地址*/填充Header Block里的LA地址：
#defineMAKE_SRCDEST( src, dest) (( src << 4) | dest )
GPIOCec.address_logic = CEC_LOGADDR_PLAYBACK1;/*需要polling到可用的LA*/
cecFrame.srcDestAddr = MAKE_SRCDEST( GPIOCec.address_logic, CEC_LOGADDR_TV);
1.5 Logicaddress 和Physical address
PA是从电视的edid里拿出来的，LA是设备自己发message polling得到的。
PA:在edid的VSDB的第4和第5字节，PA =((data4 << 8) | data5);
LA :发送端将Header Block里的initator、destination都填上CEC_LOGADDR_PLAYBACK1，发出去。看看有没有收到ACK，没有收到就采用该地址作为自己的LA。如果有收到ACK，表示该LA已经被其他设备使用。改用CEC_LOGADDR_PLAYBACK2再polling。。。
广播地址LA: CEC_LOGADDR_UNREGORBC = 0x0F/*广播地址*/
接收端收到广播，无需回应ACK。如果回ACK，反而表示拒绝该广播。
1，Gpio模拟CEC 软件
Github上，完整的Rockchip使用gpio模拟cec的代码：
下载下来的部分RK代码和在MTK平台上使用的部分代码：
2.1 软件结构
2.2 CEC软件在mtk平台上的修改
1.2.1 使用pinctrl操作gpio。
1.2.2 加入local_irq_disable()防止发送时候被中断打断。
1.2.3 使用udelay替代usleep_range。
1.2.4 修改部分ACK\NAK错误。
1.2.5 由于平台限制，RX的eint无法实现，RX未验证。
1.2.6 mtk平台测试 gpio-cec.c
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
//#include <mach/gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include "gpio-cec.h"
GPIO_Cec_t GPIOCec;
static void GPIOCecWorkFunc(struct work_struct *work);
static void GPIO_CecStartRead(void);
static char LA_Player[3] = { CEC_LOGADDR_PLAYBACK1, CEC_LOGADDR_PLAYBACK2, CEC_LOGADDR_PLAYBACK3 };
size_t hdmi_gpio_cec_log = hdmi_gpio_cec_log_all;
struct platform_device *hdmitx_pdev = NULL;
struct pinctrl *pinctrl;
struct pinctrl_state *pins_cec_default;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_soft_cec_pin_in;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_soft_cec_pin_out_high;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_soft_cec_pin_out_low;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sda_out_high;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sda_out_low;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sda;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sda_in;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sck_out_high;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sck_out_low;
struct pinctrl_state *pinctrl_hdmi_dtsi_sck;
static inline unsigned int GPIO_CecComputePeriod(struct timeval *pre_time, struct timeval *cur_time)
{
if(pre_time->tv_sec == 0 && pre_time->tv_usec == 0) {
HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("%s tv_sec == 0 && pre_time->tv_usec == 0\n", __FUNCTION__);
return 0;
} else
return (cur_time->tv_sec - pre_time->tv_sec)*1000000 + (cur_time->tv_usec - pre_time->tv_usec);
}
static void GPIO_CecSubmitWork(int event, int delay, void *data)
{
struct GPIO_Cec_delayed_work *work;
HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("%s event %04x delay %d\n", __FUNCTION__, event, delay);
work = kmalloc(sizeof(struct GPIO_Cec_delayed_work), GFP_ATOMIC);
if (work) {
INIT_DELAYED_WORK(&work->work, GPIOCecWorkFunc);
work->event = event;
work->data = data;
queue_delayed_work(GPIOCec.workqueue,
&work->work,
msecs_to_jiffies(delay));
} else {
HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("GPIO CEC: Cannot allocate memory to "
"create work\n");;
}
}
int cpu_irq_disable_times = 0;
int is_cpu_irq_disable = 0;
static void cec_local_irq_enable(unsigned int enable)
{
if (enable == 1 && cpu_irq_disable_times == 0)
return;
if (enable == 0) {
cpu_irq_disable_times = cpu_irq_disable_times + 1;
} else {
cpu_irq_disable_times = cpu_irq_disable_times - 1;
}
if (cpu_irq_disable_times == 1 && enable == 0) {
local_irq_disable();
is_cpu_irq_disable = 1;
} else if (cpu_irq_disable_times == 0 && enable == 1) {
local_irq_enable();
is_cpu_irq_disable = 0;
}
}
#if GPIO_CEC_DISABLE_LOCAL_IRQ
static void cec_udelay(unsigned long u)
{
cec_local_irq_enable(0);
udelay(u);
cec_local_irq_enable(1);
}
static void cec_send_bit(char bit)
{
//struct timeval ts_start, ts_end;
//unsigned int time_low, time_high;
if (is_cpu_irq_disable == 1) {
HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("[ERROR]cec_send_bit is_cpu_irq_disable=1\n");
}
GPIO_CecPinSet(SDA_PINCTRL_MODE_OUT_LOW);//chunhui
GPIO_CecPinSet(CEC_PINCTRL_MODE_OUT_LOW);//chunhui
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_LOW);
//gpio_direction_output(GPIOCec.gpio, GPIO_DIR_OUT);//chunhui
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_LOW);//chunhui
if(bit == BIT_0)
cec_udelay(BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
else if(bit == BIT_1)
cec_udelay(BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
else {
//do_gettimeofday(&ts_start);
cec_udelay(BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
}
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_HIGH);
GPIO_CecPinSet(CEC_PINCTRL_MODE_OUT_HIGH);//chunhui
//gpio_direction_output(GPIOCec.gpio, GPIO_DIR_OUT);//chunhui
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_HIGH);//chunhui
if(bit == BIT_0)
cec_udelay(BIT_0_HIGHLEVEL_PERIOD_NOR - BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
else if(bit == BIT_1)
cec_udelay(BIT_1_HIGHLEVEL_PERIOD_NOR - BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
else {
//do_gettimeofday(&ts_end);
//time_low = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
//do_gettimeofday(&ts_start);
cec_udelay(BIT_START_HIGHLEVEL_PERIOD_NOR - BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_NOR);
//do_gettimeofday(&ts_end);
//time_high = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
//HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("START,time_low=%d,time_high=%d\n", time_low, time_high);
}
GPIO_CecPinSet(SDA_PINCTRL_MODE_OUT_HIGH);//chunhui
GPIO_CecPinSet(SDA_PINCTRL_MODE);//chunhui
}
#else
static void cec_send_bit(char bit)
{
#if GPIO_CEC_USE_HRTIMER
struct timeval ts_start, ts_end;
unsigned int time_low, time_high;
gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_LOW);
//gpio_direction_output(GPIOCec.gpio, GPIO_DIR_OUT);//chunhui
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_LOW);//chunhui
if(bit == BIT_0)
usleep_range(BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
else if(bit == BIT_1)
usleep_range(BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
else {
do_gettimeofday(&ts_start);
usleep_range(BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
}
gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_HIGH);
//gpio_direction_output(GPIOCec.gpio, GPIO_DIR_OUT);//chunhui
//gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_HIGH);//chunhui
if(bit == BIT_0)
usleep_range(BIT_0_HIGHLEVEL_PERIOD_MIN - BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_0_HIGHLEVEL_PERIOD_MAX - BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
else if(bit == BIT_1)
usleep_range(BIT_1_HIGHLEVEL_PERIOD_MIN - BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_1_HIGHLEVEL_PERIOD_MAX - BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
else {
do_gettimeofday(&ts_end);
time_low = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
do_gettimeofday(&ts_start);
usleep_range(BIT_START_HIGHLEVEL_PERIOD_MIN - BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_MIN, BIT_START_HIGHLEVEL_PERIOD_MAX - BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_MAX);
do_gettimeofday(&ts_end);
time_high = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG("START,time_low=%d,time_high=%d\n", time_low, time_high);
}
#else
struct timeval ts_start, ts_end;
unsigned int time = 0 ,count = 0, last_time;
gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_LOW);
do_gettimeofday(&ts_start);
while(1) {
do_gettimeofday(&ts_end);
last_time = time;
time = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
count++;
if( (( bit == BIT_1) && (time > BIT_1_LOWLEVEL_PERIOD_NOR)) ||
(( bit == BIT_0) && (time > BIT_0_LOWLEVEL_PERIOD_NOR)) ||
(( bit == BIT_START) && (time > BIT_START_LOWLEVEL_PERIOD_NOR)) )
{
// HDMI_GPIO_CEC_LOG_DBG(" 0 level is %d %d lasttiem %d\n", time, count, last_time);
break;
}
}
gpio_set_value(GPIOCec.gpio, GPIO_HIGH);
count = 0;
while(1) {
do_gettimeofday(&ts_end);
last_time = time;
time = GPIO_CecComputePeriod(&ts_start, &ts_end);
count++;
if( (( bit == BIT_1) && (time > BIT_1_HIGHLEVEL_PERIOD_NOR)) ||
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