I2C總線在Linux系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

1 引言
Linux操作系統(tǒng)因具有源代碼公開、便于裁減、有廣泛的處理器支持等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的熱門選擇。基于I2C總線的鍵盤擴(kuò)展設(shè)備主要用于滿足嵌入式設(shè)備中對(duì)多按鍵的需求，驅(qū)動(dòng)程序在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)硬件進(jìn)行初始化。在系統(tǒng)啟動(dòng)后實(shí)現(xiàn)硬件和應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交互。針對(duì)S3C2410微處理器和鍵盤掃描管理器件，深入討論如何在嵌入式操作系統(tǒng)ARM Linux中實(shí)現(xiàn)ZLG7290的驅(qū)動(dòng)。

2 I2C總線
I2C總線是器件間串行傳輸總線，以其規(guī)范和帶I2C接口的外圍器件獲得廣泛應(yīng)用。S3C2410處理器內(nèi)置有I2C總線接口。I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，每個(gè)器件都有一個(gè)唯一的地址識(shí)別。I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有3種信號(hào)：(1)開始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。(2)結(jié)束信號(hào)：SCL為低電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。(3)應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的IC接收到8 bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，CPU接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況做出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，則判斷為受控單元出現(xiàn)故障。圖1為S3C2410和ZLG7290的連接圖。

3 驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)
S3C2410A內(nèi)嵌一個(gè)I2C總線控制器。在Linux操作系統(tǒng)中，該控制器的字符型驅(qū)動(dòng)包括4個(gè)模塊：(1)i2c-dev：源程序?yàn)閕2c-dev．c，I2C總線字符型驅(qū)動(dòng)，與具體使用的I2C控制器無關(guān)。(2)i2c-core：源程序?yàn)閕2c-core．c，I2C總線操作核心函數(shù)，與具體使用的I2C控制器無關(guān)。(3)i2c-algo-s3c2410：源程序?yàn)閕2c-algo-s3c2410．c，I2C總線控制器I2C驅(qū)動(dòng)算法，與具體的控制器相關(guān)。(4)i2c-s3c2410：源程序?yàn)閕2c-s3c2410．c，I2C總線控制器硬件抽象層，與具體的控制器相關(guān)。以上4個(gè)模塊依次是底層與上層的關(guān)系，I2C驅(qū)動(dòng)模塊的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 驅(qū)動(dòng)源文件的編譯
驅(qū)動(dòng)源文件包括i2c-algo-s3c2410．c，i2c-dev．c，i2c-core．c，i2c-s3c2410．c4個(gè)源文件。將其編譯為模塊，則產(chǎn)生4個(gè)模塊文件，編譯工作由Makefile文件完成,其文件內(nèi)容如下：