Linux2.6.25平臺下的I2C驱动架构分析.doc

Linux2.6.25平台下的I2C驱动架构分析 【摘要】本文以PowerPC+Linux 2.6.25 平台为例，详细分析了I2C总线的驱动架构。首先介绍了I2C的总体架构，从用户的角度将其分为三个层面，不同的开发者只需要关注相应的层面即可。然后分析了主要数据结构及其之间的相互关系，接着分析了不同层的具体实现，最后以一款EEPEOM为例讲述了如何在用户空间访问I2C驱动。对于ARM + Linux平台，只有平台依赖层即总线适配器驱动有差异。 【关键字】PowerPC, I2C, i2c-core, adapter , i2c_algorithm, RTC, EEPROM 目录 1 I2C概述 3 2 I2C总体架构 3 2.1 硬件抽象层 3 2.2 平台依赖层 3 2.3 用户接口层 3 3 主要的数据结构 4 3.1 Adapter 4 3.2 I2c_algorithm 5 3.3 i2c_driver 5 3.4 Client 6 4 平台依赖层-总线适配器驱动 7 4.1 platform device 7 4.2 platform driver 9 4.3 Adapter及algorithm 12 5 硬件抽象层-I2C core 13 5.1 总线初始化 13 5.2 Adapter注册 15 5.3 驱动注册 16 5.4 数据传输 17 6 用户接口层-I2C设备驱动 18 6.1 统一的设备模型 18 6.1.1 关键数据结构 18 6.1.2 初始化 19 6.1.3 Open及release 21 6.1.4 数据收发 22 6.2 特定的设备驱动 26 6.2.1 关键数据结构 26 6.2.2 初始化 27 6.2.3 数据收发 29 7 驱动访问示例 29 7.1.1 写操作 29 7.1.2 读操作 31 8 参考鸣谢 33 1 I2C概述 I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA，一条是时钟线SCL。I2C是一种多主机控制总线，同一总线上可允许多个master，即总线上的设备都有主动发起数据传输的可能，依靠线与逻辑来实现无损仲裁。但通常情况是总线上有个带CPU的master，其他设备被master访问。 2 I2C总体架构 在2.6的Linux内核中，I2C的驱动架构分为如下三个层次：硬件抽象层、平台依赖层和用户接口层。 2.1 硬件抽象层 i2c-core.h和i2c-core.c为其主体框架代码，提供了核心数据结构的定义、i2c适配器驱动和设备驱动的注册、注销管理等API。其为硬件平台无关层，向下屏蔽了物理总线适配器的差异，定义了统一的访问策略和接口；其向上提供了统一的接口，以便I2C设备驱动通过总线适配器进行数据收发。 2.2 平台依赖层 i2c总线适配器（adapter）就是一条i2c总线的控制器（所谓控制是相对于本CPU来说的），在物理上连接若干i2c设备。在Linux驱动中，每种处理器平台有自己的适配器驱动，属于平台移植相关层。每一个特定的硬件平台在i2c/busses/目录下都有一个adapter的实现，对于PowerPC平台来说，其是i2c-mpc.c。其按照核心层定义的接口实现了i2c_adapter，提供了具体的访问方式i2c_algorithm。 2.3 用户接口层 设备驱动层为用户接口层，其为用户提供了通过I2C总线访问具体设备的接口。 3 主要的数据结构 3.1 Adapter Adapter是对某一条I2C总线的抽象，是特定总线的相关属性的集合。 http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/include/linux/i2c.h#L312 312struct i2c_adapter { 313 struct module *owner; 314 unsigned int id; 315 unsigned int class; 316 const struct i2c_algorithm *algo; /* the al