linux驱动由浅入深系列：高通sensor架构实例分析之三(adsp上报数据详解、校准流程详解)

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#MSM sensor

博客介绍从adsp获取数据分同步、异步方式，实际多用异步。阐述Sensor上报数据的多种方式及归纳的3种实际使用方式，以g - sensor bmi160为例分析高通adsp侧代码架构，还介绍初始化、FIFO、DRI、POLLING模式数据上报流程及传感器校准流程。

从adsp获取数据的方法分为同步、异步两种方式，但一般在实际使用中使用异步方式，因为同步获取数据会因外设总线速率低的问题阻塞smgr，降低效率，增加功耗。

 

Sensor上报数据的方式分为如下几种

sync          同步数据上报，(每次上报一个数据)

async        异步数据上报，每次请求之后不阻塞，定时查看状态，(收到一个数据即上报)

self-scheduling         异步数据上报，每次请求之后不阻塞，等待中断或定时查看状态，(收到一个数据即上报)

FIFO          异步数据上报，每次请求一组数据，当传感器数据累积设定水位，由水位中断触发一组数据上报。

S4S(Synchronization for Sensors)              用来同步时钟，避免数据遗漏或同一数据被取两次

 

在实际使用中归纳起来分成3种方式：

1，  （Polling）0x00同步方式[sync]：smgr向传感器请求数据，阻塞等待数据到来再返回；异步方式[async]：调用一次get_data后启动timer，等timer中断到达后调用sns_ddf_driver_if_s中指定的handle_timer()函数上报一组传感器数据。handle_timer()中一般采用ddf提供的sns_ddf_smgr_notify_data()函数上报数据。

2，  （DRI）0x80又称作[self-scheduling]调用enable_sched_data()启用DRI（DataReadyInterrupt，数据完成中断），等待数据完成中断或启动timer按照set_cycle_time指定的ODR（Output Data Rate，数据输出速率）进行数据采集，采集完成后调用sns_ddf_driver_if_s中指定的handle_irq()函数上报传感器数据。

3，  （FIFO）0xD0调用trigger_fifo_data()函数启动FIFO模式，当数据量到达指定的阈值，触发sns_ddf_smgr_data_notify()函数上报一批数据。

(handle_irq->report_data->sns_ddf_smgr_notify_data  上报数据)

 一般加速度、陀螺仪等数据量较大的使用FIFO模式，光线、距离等有数据有变化才需要上报的传感器使用DRI模式。

 

下面以g-sensor bmi160为例具体分析一下：

 

 

  1. sns_ddf_driver_if_s SNS_DD_IF_BMI160 =

  2. {

  3.  

  4. .init = &sns_dd_bmi160_init,

  5.  

  6. .get_data = &sns_dd_bmi160_get_data,

  7.  

  8. .set_attrib = &sns_dd_bmi160_set_attr,

  9.  

  10. .get_attrib = &sns_dd_bmi160_get_attr,

  11.  

  12. .handle_timer = &sns_dd_bmi160_handle_timer,

  13.  

  14. .handle_irq = &sns_dd_bmi160_interrupt_handler,

  15.  

  16. .reset = &sns_dd_bmi160_reset,

  17.  

  18. .run_test = &sns_dd_bmi160_self_test,

  19.  

  20. .enable_sched_data = &sns_dd_bmi160_enable_sched_data,

  21.  

  22. .probe = &sns_dd_bmi160_probe,

  23.  

  24. .trigger_fifo_data = &sns_dd_bmi160_trigger_fifo_data

  25. };

 

这个结构体是实现高通adsp下sensor驱动的关键，驱动程序只需要实现相应的函数，然后将结构体指针填到smgr_sensor_fn_ptr_map表中就会被系统注册了。

仔细观察上述结构体中的函数发现有的函数在sns_dd_xxxx.c文件中如sns_dd_bmi160_init,有的则在sns_dd_xxxx_uimg.c文件中中如&sns_dd_bmi160_get_data,其实这是一种高通adsp侧代码特有的架构，即带有uimg标识的代码运行在缓存中，其中代码一般是做数据上报相关工作的，运行期间可以将外部ddr关闭以实现最低功耗的传感器运行；不带有umig标识的代码运行期间是需要ddr开启的，其中代码一般做一些初始化相关的工作。

 

下面列出高通平台上对传感器类型的编号，有一个整体认识。

 

 

  1. typedef enum

  2. {

  3. SNS_DDF_SENSOR__NONE, // 0

  4. SNS_DDF_SENSOR_ACCEL, // 1

  5. SNS_DDF_SENSOR_MAG, // 2

  6. SNS_DDF_SENSOR_GYRO, // 3

  7. SNS_DDF_SENSOR_TEMP, // 4

  8. SNS_DDF_SENSOR_PROXIMITY, // 5

  9. SNS_DDF_SENSOR_AMBIENT, // 6

  10. SNS_DDF_SENSOR_PRESSURE, // 7

  11. SNS_DDF_SENSOR_MAG_6D, // 8

  12. SNS_DDF_SENSOR_GYRO_6D, // 9

  13. SNS_DDF_SENSOR_DOUBLETAP, // 10

  14. SNS_DDF_SENSOR_SINGLETAP, // 11

  15. SNS_DDF_SENSOR_IR_GESTURE, //12

  16. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_01, // 13

  17. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_02, // 14

  18. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_03, // 15

  19. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_04, // 16

  20. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_05, // 17

  21. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_06, // 18

  22. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_07, // 19

  23. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_08, // 20

  24. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_09, // 21

  25. SNS_DDF_SENSOR_OEM_SENSOR_10, // 22

  26. SNS_DDF_SENSOR_STEP_EVENT, // 23

  27. SNS_DDF_SENSOR_STEP_COUNT, // 24

  28. SNS_DDF_SENSOR_SMD, // 25

  29. SNS_DDF_SENSOR_GAME_RV, // 26

  30. SNS_DDF_SENSOR_HUMIDITY, // 27

  31. SNS_DDF_SENSOR_RGB, // 28

  32. SNS_DDF_SENSOR_CT_C, // 29

  33. SNS_DDF_SENSOR_SAR, // 30

  34. SNS_DDF_SENSOR_HALL_EFFECT, // 31

  35. SNS_DDF_SENSOR_AMBIENT_TEMP, // 32

  36. SNS_DDF_SENSOR_ULTRA_VIOLET, // 33

  37. SNS_DDF_SENSOR_HEART_RATE, //34

  38. SNS_DDF_SENSOR_HEART_RATE_RAW, //35

  39. SNS_DDF_SENSOR_OBJECT_TEMP, //36

  40. SNS_DDF_SENSOR_TILT_EVENT, //37

  41. SNS_DDF_SENSOR_ORIENTATION_EVENT, //38

  42.  

  43. SNS_DDF_SENSOR__ALL, /**< Addresses all sensors */

  44. SNS_DDF_SENSOR_LAST

  45. } sns_ddf_sensor_e;

 

在具体看数据流程之前，先了解一下高通定义的各种用来配置传感器的属性

 

 

  1. typedef enum

  2. {

  3. SNS_DDF_ATTRIB_POWER_INFO,//0

  4. SNS_DDF_ATTRIB_POWER_STATE,//1

  5. SNS_DDF_ATTRIB_DELAYS,//2

  6. SNS_DDF_ATTRIB_RANGE,//3

  7. SNS_DDF_ATTRIB_RESOLUTION_ADC,//4

  8. SNS_DDF_ATTRIB_RESOLUTION,//5

  9. SNS_DDF_ATTRIB_LOWPASS,//6

  10. SNS_DDF_ATTRIB_MOTION_DETECT,//7

  11. SNS_DDF_ATTRIB_DRIVER_INFO,//8

  12. SNS_DDF_ATTRIB_DEVICE_INFO,//9

  13. SNS_DDF_ATTRIB_THRESHOLD,//10

  14. SNS_DDF_ATTRIB_ACCURACY,//11

  15. SNS_DDF_ATTRIB_BIAS,//12

  16. SNS_DDF_ATTRIB_ODR,//13

  17. SNS_DDF_ATTRIB_SUPPORTED_ODR_LIST,//14

  18. SNS_DDF_ATTRIB_REGISTRY_GROUP,//15

  19. SNS_DDF_ATTRIB_IO_REGISTER,//16

  20. SNS_DDF_ATTRIB_FIFO,//17

  21. SNS_DDF_ATTRIB_ODR_TOLERANCE,//18

  22. SNS_DDF_ATTRIB_FILTER_DELAY//19

  23.  

  24. } sns_ddf_attribute_e;

 

 

初始化流程

1,probe

2,init

3,get_attr

SNS_DDF_ATTRIB_RESOLUTION_ADC

SNS_DDF_ATTRIB_LOWPASS,

SNS_DDF_ATTRIB_ODR,

SNS_DDF_ATTRIB_SUPPORTED_ODR_LIST,

SNS_DDF_ATTRIB_FIFO,

SNS_DDF_ATTRIB_DEVICE_INFO,

SNS_DDF_ATTRIB_POWER_INFO,

SNS_DDF_ATTRIB_RESOLUTION,

SNS_DDF_ATTRIB_RANGE,

4,reset

 

FIFO模式时按power键流程

1,reset

2,set_attr 设置SNS_DDF_ATTRIB_POWER_INFO属性

SNS_DDF_ATTRIB_RANGE,

SNS_DDF_ATTRIB_ODR,

SNS_DDF_ATTRIB_FILTER_DELAY

SNS_DDF_ATTRIB_FIFO

  

FIFO模式数据上报流程

enable_sched_data

reset

handle_timer

interrupt_handler

handle_irq_attach_temp

 

interrupt_handler

handle_irq_attach_temp

...

 DRI模式数据上报流程

reset

set_attr

enable_sched_data

reset

handle_timer

interrupt_handler

handle_irq_drdy

handle_irq_attach_temp

 

interrupt_handler

handle_irq_drdy

handle_irq_attach_temp

...

 

 POLLING模式数据上报流程

1,reset

2,get_data

3,handle_timer

4,get_data

5,get_data

...

 

 

校准流程

最后看一下传感器的校准流程，因为器件一致性差异等原因，每台机器的在出厂前都需要进行校准。实现校准的具体流程如下：

1，校准app想ssc（高通传感器控制器缩写）发出校准请求

2，ssc调用传感器驱动中sns_ddf_driver_if_s结构体中指定的run_test函数

3，run_test 函数中由多种校准模式其中SNS_DDF_TEST_OEM模式会计算当前机器的数据bias，并存储下来。

 

 

  1. /**

  2. * Factory tests.

  3. */

  4. typedef enum

  5. {

  6. SNS_DDF_TEST_SELF, /**< Self test. */

  7. SNS_DDF_TEST_IRQ, /**< Interrupt test. */

  8. SNS_DDF_TEST_CONNECTIVITY, /**< Basic connectivity test. */

  9. SNS_DDF_TEST_SELF_HW, /**< Hardware self test. */

  10. SNS_DDF_TEST_SELF_SW, /**< Software self test. */

  11. SNS_DDF_TEST_OEM /**< OEM test. */

  12.  

  13. } sns_ddf_test_e;

4，随后ssc会调用get_attr获取SNS_DDF_ATTRIB_BIAS属性，拿到这次的校准值，最后将校准数据存放在/persist/sensor/sns.reg中

 

5，之后每次SSC初始化都会从sns.reg文件中读取到当前传感器的bias值

6，我们每次对校准后的传感器进行数据读取get_data 时，获取到的原始数据都会与这个bias值进行运算，从而返回给上层校准后的数据。

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