VisionFive开发板上的U-Boot I2C驱动模型分析

简介：
本文详细探讨了在VisionFive开发板上基于U-Boot的I2C驱动模型的设计与实现，深入剖析其工作原理及优化方法。 ### U-Boot中的I2C驱动模型——VisionFive开发板 #### 一、配置与编译 在深入探讨U-Boot中的I2C驱动模型前，我们先了解配置过程及其重要性。 **配置：** 生成的`.config`文件中有关于I2C总线的配置选项。例如： - `CONFIG_I2C=y` 对应于路径 `D:workspacevisionsifeu-boot-simpledriversi2cKconfig` 文件中的配置选项，这一宏用来使能I2C驱动模型。使能后，I2C类接口的 `probe`、`read`、`write` 和 `speed` 方法将通过总线驱动的操作方法来实现。这些操作方法提供了对总线设置和数据传输的操作函数。每一个芯片级设备（作为总线的孩子节点）的信息都保存在父平台上。这一接口定义于 `include/i2c.h` 中。 选中 `.config` 文件中的 `CONFIG_I2C=y` 选项后，该配置将被写入到文件，并映射至相应的编译选项。这说明会编译目录下的 `i2c-uclass.c` 文件并将其加入U-Boot内。 另一个例子是 `CONFIG_SYS_I2C_DW=y`，这一选项对应的设置位于 `D:workspacevisionsifeu-boot-simpledriversi2cKconfig` 和 `Makefile` 中。如果选择 DesignWare I2C 主控制器，则适用于多种SOC，如 STSPEAr、Altera SoC FPGA、Synopsys ARC700 以及一些 Intel x86 SOC。 #### 二、I2C驱动模型详解 **I2C驱动目录结构：** - `i2c-uclass.c`: I2C 总线类，是必须选中的核心文件。 - `designware_i2c.c`: 具体实现了某种 I2C 控制器的文件。不同的制造商可能会有不同的实现方式。例如，在同一目录下还包括了 `fsl_i2c.c`、`davinic_i2c.c` 和 `at91_i2c.c` 等文件。 **I2C控制器的选择：** 选择哪个 I2C 控制器取决于开发板所使用的芯片类型。例如，如果使用的是 DesignWare 类型的 I2C 控制器，在配置时就需要设置 `CONFIG_SYS_I2C_DW=y`。假设要更改到 Freescale 的 I2C 控制器，则需要进行如下配置： - 在 `.config` 文件中添加 `CONFIG_SYS_I2C_FSL=y`。 - 这样配置后，编译将把 `fsl_i2c.c` 编入U-Boot。 #### 三、`designware_i2c.c` 分析 接下来对 `designware_i2c.c` 控制器进行详细分析： **i2c-uclass.c 文件：** 在 `i2c-uclass.c` 中定义了 I2C 总线类，其中包括以下内容： - `.id = UCLASS_I2C`: I2C 类的标识符。 - `.name = i2c`: 类的名字为 “i2c”。 - `.flags = DM_UC_FLAG_SEQ_ALIAS`: 设置标志。 - `.post_bind = i2c_post_bind`: 当一个新设备绑定到I2C类之后执行的方法。 - `.pre_probe = i2c_pre_probe`: 在探查 (probe) 新的 I2C 设备之前调用的方法。 - `.post_probe = i2c_post_probe`: 在探查新的 I2C 设备之后调用的方法。 #### 四、总结 U-Boot 中的 I2C 驱动模型通过配置 `.config` 文件来使能并选择特定的I2C控制器。这种灵活的方式支持多种类型的 I2C 控制器，而 `i2c-uclass.c` 定义了总线类框架，具体实现则位于像 `designware_i2c.c` 或 `fsl_i2c.c` 这样的文件中。通过这种方式设计的模块化结构不仅使得 U-Boot 更加灵活也方便维护和扩展。 U-Boot 中的 I2C 驱动模型利用了可配置选项及模块化的代码架构，为支持不同类型的I2C控制器提供了一个坚实的基础。这对于在不同的硬件平台上开发与维护嵌入式系统来说非常重要。