[linux实战]Linux IIO子系统从原理到嵌入式开发实践

Linux IIO子系统深度解析：从原理到嵌入式开发实践

摘要

工业I/O（Industrial I/O，IIO）是Linux内核中用于处理模拟信号采集与转换的核心子系统，支持传感器（如加速度计、陀螺仪）、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）等设备的驱动开发与数据交互。本文系统阐述IIO的架构设计、工作原理、用户空间编程方法，并提供AD7606模数转换器的完整开发案例。通过本文，开发者可掌握IIO在嵌入式系统中的配置、调试与优化技巧。

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一、IIO子系统架构与核心原理

1.1 子系统定义

IIO（Industrial I/O）是Linux内核为工业级传感器和模拟信号设备设计的统一框架，核心功能包括：

• 设备抽象：标准化API支持多类硬件（ADC/DAC/传感器）
• 数据流管理：支持直接模式（单次读取）与缓冲区模式（批量传输）
• 用户交互接口：通过sysfs和字符设备（/dev/iio:deviceX）暴露配置选项

1.2 三层架构设计

层级	组件	功能描述
硬件驱动层	iio_trigger	管理硬件触发信号（如GPIO中断）
核心框架层	iio_dev、iio_buffer	设备注册、缓冲区分配与事件通知
用户接口层	sysfs、libiio	提供属性文件与用户态API库

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二、IIO支持设备与工具清单

2.1 硬件设备支持

类别	典型芯片型号	接口类型
加速度计	ADXL345、MPU6050	I2C/SPI
ADC	AD7606、ADS1115	SPI/I2C
DAC	AD5627、MCP4725	I2C

2.2 内核模块与工具

• 关键内核模块

  # 查看已加载IIO模块  
  lsmod | grep iio  
  

  • iio-trig-sys