I2C總線(xiàn)及EEPROM的Linux驅動(dòng)程序的設計

　　要從EEPROM 中讀取數據時(shí)，應設置R/W=1。在EEPROM發(fā)送完一個(gè)字節的數據后，主設備產(chǎn)生一個(gè)應答信號來(lái)響應，告知EEPROM主設備要求更多的數據，對應主設備產(chǎn)生的每個(gè)應答信號EEPROM將發(fā)送一個(gè)字節的數據。當主設備不發(fā)送應答信號并隨后發(fā)送結束信號位時(shí)結束此操作。讀操作的時(shí)序如圖4所示。

圖4 I2C主設備讀操作時(shí)序

　　3 Linux中I2C總線(xiàn)驅動(dòng)體系結構

　　在Linux系統中，對于一個(gè)給定的I2C總線(xiàn)硬件配置系統，I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構由I2C總線(xiàn)驅動(dòng)和I2C設備驅動(dòng)組成。其中I2C總線(xiàn)驅動(dòng)包括一個(gè)具體的控制器驅動(dòng)和I2C總線(xiàn)的算法驅動(dòng)。一個(gè)算法驅動(dòng)適用于一類(lèi)總線(xiàn)控制器。而一個(gè)具體的總線(xiàn)控制器驅動(dòng)要使用某一種算法。例如，Linux內核中提供的算法i2e-algo-8260可以用在MPC82xx系列處理器提供的I2C總線(xiàn)控制器上。Linux內核中提供了一些常見(jiàn)處理器如MPC82xx系列的算法驅動(dòng)。對于I2C設備，基本上每種具體設備都有自己的基本特性。其驅動(dòng)程序一般都需要特別設計。

　　在I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構中。使用數據結構Driver來(lái)表示I2C設備驅動(dòng)，使用數據結構Client表示一個(gè)具體的I2C設備。而對于I2C總線(xiàn)

　　控制器，各種總線(xiàn)控制器在進(jìn)行數據傳輸時(shí)采用的算法有好多種，使用相同算法的控制器提供的控制接口也可能不同。在I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構中，用數據結構Algorithm來(lái)表示算法，用數據結構Adapter來(lái)表示不同的總線(xiàn)控制器。Linux內核的I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構如圖5所示。

圖5 Linux內核I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構

　　在圖5中，一個(gè)Client對象對應一個(gè)具體的I2C總線(xiàn)設備，而一種I2C設備的Driver可以同時(shí)支持多個(gè)Client。每個(gè)Adapter對應一個(gè)具體的I2C總線(xiàn)控制器。不同的I2C總線(xiàn)控制器可以使用相同的算法Algorithm。i2c-core是I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系結構的核心，在這個(gè)模塊中，除了為總線(xiàn)設備驅動(dòng)提供了一些統一的調用接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)具體的總線(xiàn)驅動(dòng)程序功能，以進(jìn)行讀寫(xiě)或設置操作外，還提供了將各種支持的總線(xiàn)設備驅動(dòng)和總線(xiàn)驅動(dòng)添加到這個(gè)體系中的方法，以及當不再使用這些驅動(dòng)時(shí)將其從體系中刪除的方法。i2c-core將總線(xiàn)驅動(dòng)程序體系一分為二，相互獨立?？梢葬槍δ硞€(gè)I2C總線(xiàn)設備來(lái)設計一個(gè)I2C設備驅動(dòng)程序，而不需要關(guān)心系統的I2C總線(xiàn)控制器是何種類(lèi)型，所以提高了其可移植性。另一方面，在設計I2C總線(xiàn)驅動(dòng)時(shí)也可以不要考慮其將用來(lái)支持何種設備。因為i2c-core提供了統一的接口，所以也為設計這兩類(lèi)驅動(dòng)提供了方便。

　　4 開(kāi)發(fā)實(shí)例

　　Linux內核已經(jīng)提供了I2C驅動(dòng)中所需要的基本模塊。i2c-core、i2c-dev和i2c-proc是總線(xiàn)控制器和I2C設備所需要的核心模塊。對于MPC8250處理器，內核中還有MPC8260的算法模塊i2c-algo-8260，它也適用于MPC8250的I2C控制接口。這些模塊程序在默認條件下是不會(huì )被編譯到內核里的，所以需要在配置Linux內核時(shí)把這些模塊選中。在筆者的開(kāi)發(fā)中需要實(shí)現的是I2C總線(xiàn)控制器驅動(dòng)和I2C設備EEPROM驅動(dòng)。

　　4.1 I2C總線(xiàn)控制器驅動(dòng)的設計

　　MPC8250的I2C總線(xiàn)驅動(dòng)程序由i2c-algo-8260算法模塊和MPC8250具體的I2C總線(xiàn)控制器驅動(dòng)組成。其中i2c-algo-8260算法模塊已經(jīng)在內核中實(shí)現，所以主要實(shí)現FC總線(xiàn)控制器驅動(dòng)。

　　i2c-algo-8260算法模塊主要用來(lái)描述MPC82xx處理器如何在I2C總線(xiàn)上傳輸數據。該模塊中主要實(shí)現了MPC82xx處理器上I2C總線(xiàn)的初始化、讀寫(xiě)、ioctl控制和中斷請求等功能。另外，還有i2c_8260_add_bus和i2c_8260_del_bus兩個(gè)函數，它們是使用這個(gè)算法的Adapter初始化時(shí)和退出時(shí)調用的函數，用來(lái)注冊和注銷(xiāo)一個(gè)總線(xiàn)控制器，需要從模塊導出。這些函數功能都被封裝在一個(gè)i2c-algorithm結構中，傳遞給使用這個(gè)算法的Adapter。算法模塊中這些函數需要調用特定控制器模塊中的函數來(lái)實(shí)現具體的操作。