【驱动】linux下I2C驱动架构全面分析

I2C 概述

　　I2C是philips提出的外设总线.

　　I2C只有两条线,一条串行数据线:SDA,一条是时钟线SCL ，使用SCL，SDA这两根信号线就实现了设备之间的数据交互，它方便了工程师的布线。

　　因此，I2C总线被非常广泛地应用在EEPROM，实时钟，小型LCD等设备与CPU的接口中。

linux下的驱动思路

　　在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方法，一种是把I2C设备当作一个普通的字符设备来处理，另一种是利用linux下I2C驱动体系结构来完成。下面比较下这两种方法：
　　第一种方法：
　　　　优点：思路比较直接，不需要花很多时间去了解linux中复杂的I2C子系统的操作方法。
　　　　缺点：
　　 要求工程师不仅要对I2C设备的操作熟悉，而且要熟悉I2C的适配器(I2C控制器)操作。
　　 要求工程师对I2C的设备器及I2C的设备操作方法都比较熟悉，最重要的是写出的程序可以移植性差。
　　 对内核的资源无法直接使用，因为内核提供的所有I2C设备器以及设备驱动都是基于I2C子系统的格式。
　　第一种方法的优点就是第二种方法的缺点，
　　第一种方法的缺点就是第二种方法的优点。

I2C架构概述

　　Linux的I2C体系结构分为3个组成部分：

　　I2C核心：I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册，注销方法，I2C通信方法(”algorithm”)上层的，与具体适配器无关的代码以及探测设备，检测设备地址的上层代码等。

　　I2C总线驱动：I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至可以直接集成在CPU内部。

　　I2C设备驱动：I2C设备驱动(也称为客户驱动)是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。

linux驱动中i2c驱动架构

　　

//增加/删除i2c_adapter
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap)

//增加/删除i2c_driver
int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

//i2c_client依附/脱离
int i2c_attach_client(struct i2c_client *client)

//增加/删除i2c_driver
int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

//i2c_client依附/脱离
int i2c_attach_client(struct i2c_client *client)
int i2c_detach_client(struct i2c_client *client)

//I2C传输,发送和接收
int i2c_master_send(struct i2c_client *client,const char *buf ,int count)
int i2c_master_recv(struct i2c_client *client, char *buf ,int count)
int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)

View Code

　　I2c_transfer这个函数实现了core与adapter的联系。

代码调用层次图

[b]　　有时候代码比任何文字描述都来得直接，但是过多的代码展示反而让人觉得枯燥。这个时候，需要一幅图来梳理一下上面的内容

　　


　　上面这些代码的展示是告诉我们：linux内核和芯片提供商为我们的的驱动程序提供了 i2c驱动的框架，以及框架底层与硬件相关的代码的实现。

　　剩下的就是针对挂载在i2c两线上的i2c设备了device，而编写的即具体设备驱动了，这里的设备就是硬件接口外挂载的设备，而非硬件接口本身（soc硬件接口本身的驱动可以理解为总线驱动）

编写驱动需要完成的工作

　　编写具体的I2C驱动时，工程师需要处理的主要工作如下：

　　1).提供I2C适配器的硬件驱动，探测，初始化I2C适配器(如申请I2C的I/O地址和中断号)，驱动CPU控制的I2C适配器从硬件上产生。
　　2).提供I2C控制的algorithm, 用具体适配器的xxx_xfer()函数填充i2c_algorithm的master_xfer指针，并把i2c_algorithm指针赋给i2c_adapter的algo指针。
　　3).实现I2C设备驱动中的i2c_driver接口，用具体yyy的yyy_probe()，yyy_remove()，yyy_suspend(),yyy_resume()函数指针和i2c_device_id设备ID表赋给i2c_driver的probe,remove,suspend,resume和id_table指针。
　　4).实现I2C设备所对应类型的具体驱动，i2c_driver只是实现设备与总线的挂接。
　　
　　上面的工作中前两个属于I2C总线驱动，后面两个属于I2C设备驱动。

参考文章

http://blog.csdn.net/ghostyu http://blog.chinaunix.net/uid-25906157-id-3376728.html