RK3568-I2C操作

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RK3568-I2C操作

RK3568内有6个I2C控制器，对应/dev下的i2c-0 i2c-1 i2c-3 i2c-5 i2c-6 i2c-7 ，控制器支持下列功能︰

兼容 I2C 与 SMBus 总线
仅支持主模式下的 I2C 总线
软件可编程时钟频率支持到 400kbps,部分芯片可高达 1000kbps
支持 7 位和 10 位寻址模式
一次中断或轮询至多 32 个字节的数据传输

1. 使用自带的I2C控制器驱动

参考：
https://juejin.cn/post/7001850979356262437
https://zhuanlan.zhihu.com/p/443741898

实现原理

Linux中I2C驱动框架由以下几个主要部分组成：

I2C总线控制器驱动： I2C总线控制器驱动是用于支持硬件I2C总线控制器的内核模块。每种硬件架构通常都有特定的I2C总线控制器驱动。这些驱动程序负责配置和管理硬件I2C总线控制器，并提供了一组标准的操作接口供上层驱动程序和应用程序使用。
I2C设备驱动： I2C设备驱动程序是用于支持特定类型的I2C设备的内核模块。每个I2C设备都有一个相应的驱动程序，该驱动程序知道如何与该设备通信并提供了设备特定的操作接口。I2C设备驱动程序通常与I2C总线控制器驱动程序配对使用。
I2C适配层： I2C驱动框架还包括一个I2C适配层，它提供了一个统一的API，使I2C设备驱动程序能够与不同的I2C总线控制器驱动程序进行通信。这使得I2C设备驱动程序能够在不同的硬件平台上无需修改即可重用。
用户空间接口： Linux内核提供了一组用户空间接口，允许应用程序通过文件系统访问I2C设备。通常，这些接口位于/dev/i2c-X，其中X是I2C适配层上的I2C总线号。应用程序可以打开这些文件，然后使用ioctl等系统调用来与I2C设备进行通信。

I2C驱动框架的工作流程如下：

I2C设备驱动程序注册到I2C驱动框架中，指定其支持的I2C设备地址。
当内核初始化时，它会扫描系统上的I2C总线，检测连接的I2C设备，并将这些设备与相应的驱动程序匹配。
当应用程序需要与I2C设备通信时，它可以打开适当的设备文件（如/dev/i2c-X），并使用文件操作接口与I2C设备进行交互。
I2C适配层将应用程序的请求传递给相应的I2C控制器驱动程序。

使用方式

配置好设备树

驱动代码在/kernel/drivers/i2c/busses/i2c-rk3x.c,i2c-rk3x.c 驱动的配置都在 DTS，参考文件Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-rk3x.txt。重点说明其中配置项，i2c-scl-rising-time-ns，i2c-scl-falling-time-ns：

clock-frequency：默认 frequency 为 100k 可不配置，其它 I2C 频率需要配置，最大可配置频率由i2c-scl-rising-time-ns 决定；例如配置 400k，clock-frequency=<400000>。
i2c-scl-rising-time-ns：SCL 上升沿时间由硬件决定，改变上拉电阻可调节该时间，需通过示波器量测，参考上图；例如测得 SCL 上升沿 365ns，- i2c-scl-rising-time-ns=<365>。(默认可以不配置，但必须保证当前的上升沿时间不能超过所配置频率下的 I2C 标准所定义的最大上升沿时间)
i2c-scl-falling-time-ns: SCL 下降沿时间, 一般不变, 等同于 i2c-sda-falling-time-ns。(默认也可以不配置)

&i2c1 { 
	status = "okay"; 
	i2c-scl-rising-time-ns = <265>; 
	i2c-scl-falling-time-ns = <11>; 
	clock-frequency = <400000>; 
	es8316: es8316@10 { 
		#sound-dai-cells = <0>; 
		compatible = "everest,es8316"; 
		reg = <0x10>; 
		clocks = <&cru SCLK_I2S_8CH_OUT>; 
		clock-names = "mclk"; 
		spk-con-gpio = <&gpio0 11 GPIO_ACTIVE_HIGH>; 
		hp-det-gpio = <&gpio4 28 GPIO_ACTIVE_LOW>; 
	};
};

操作设备节点

支持open、close、write、read、ioctl操作。

注意，这里的read和write只能接收/发送一个字节数据。如果要发送复合数据，即一次读写多字节数据，要使用ioctl接口。如果要使用SMbus协议，也必须使用ioctl接口。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/i2c-dev.h>


/* i2c_test r addr
 * i2c_test w addr val
 */

void print_usage(char *file)
{
	printf("%s r addr\n", file);
	printf("%s w addr val\n", file);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	unsigned char buf[2];
	
	if ((argc != 3) && (argc != 4))
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}

	// 打开设备节点
	fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open /dev/i2c-0\n");
		return -1;
	}

	ioctl(fd,I2C_SLAVE,0x50); // 设置从设备地址
	ioctl(fd,I2C_TIMEOUT,1);  // 设置超时
	ioctl(fd,I2C_RETRIES,1);  // 设置重试次数

	if (strcmp(argv[1], "r") == 0)
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		write(fd, buf, 1);  // 先写入要读取的设备内部地址
		read(fd, buf, 1);   // 再读取一个字节
		printf("data: %c, %d, 0x%2x\n", buf[0], buf[0], buf[0]);
	}
	else if (strcmp(argv[1], "w") == 0)
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		buf[1] = strtoul(argv[3], NULL, 0);
		write(fd, buf, 2);
	}
	else
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

2. 使用I2Ctools

参考：https://blog.youkuaiyun.com/anyuliuxing/article/details/106382827

i2c-tools 是一组用于在Linux系统中进行I2C（Inter-Integrated Circuit）总线设备操作和调试的命令行工具。这些工具允许用户与I2C设备进行通信、扫描I2C总线、读写I2C寄存器以及进行其他I2C相关的操作。以下是 i2c-tools 的一些常见工具和其功能：

i2cdetect： i2cdetect 命令用于扫描I2C总线，检测连接到总线上的I2C设备以及它们的I2C地址。它会生成一个简单的表格，显示哪些地址被使用，哪些没有。
i2cget： i2cget 命令用于从指定I2C设备的寄存器中读取数据。用户可以指定I2C设备的地址、寄存器地址和读取的数据格式。
i2cset： i2cset 命令用于向指定I2C设备的寄存器中写入数据。用户可以指定I2C设备的地址、寄存器地址和要写入的数据。
i2cdump： i2cdump 命令用于以十六进制格式显示指定I2C设备的寄存器内容。它可用于查看I2C设备的寄存器值，以进行调试和分析。
i2ctransfer： i2ctransfer 命令用于执行更复杂的I2C传输操作，包括读取和写入多个寄存器、使用不同的I2C协议等。
i2csettool： i2csettool 命令用于配置I2C设备的特定寄存器，以更改设备的行为或属性。