I2C總線在Linux系統中的驅動設計

1 引言
Linux操作系統因具有源代碼公開、便于裁減、有廣泛的處理器支持等優點，成為當前嵌入式系統的熱門選擇。基于I2C總線的鍵盤擴展設備主要用于滿足嵌入式設備中對多按鍵的需求，驅動程序在系統啟動時對硬件進行初始化。在系統啟動后實現硬件和應用程序之間的數據交互。針對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ARM Linux中實現ZLG7290的驅動。

2 I2C總線
I2C總線是器件間串行傳輸總線，以其規范和帶I2C接口的外圍器件獲得廣泛應用。S3C2410處理器內置有I2C總線接口。I2C總線是由數據線SDA和時鐘SCL構成的串行總線，可發送和接收數據，每個器件都有一個唯一的地址識別。I2C總線在傳送數據過程中共有3種信號：(1)開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。(2)結束信號：SCL為低電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。(3)應答信號：接收數據的IC接收到8 bit數據后，向發送數據的IC發出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU向受控單元發出一個信號后，等待受控單元發出應答信號，CPU接收到應答信號后，根據實際情況做出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，則判斷為受控單元出現故障。圖1為S3C2410和ZLG7290的連接圖。

3 驅動模塊的結構
S3C2410A內嵌一個I2C總線控制器。在Linux操作系統中，該控制器的字符型驅動包括4個模塊：(1)i2c-dev：源程序為i2c-dev．c，I2C總線字符型驅動，與具體使用的I2C控制器無關。(2)i2c-core：源程序為i2c-core．c，I2C總線操作核心函數，與具體使用的I2C控制器無關。(3)i2c-algo-s3c2410：源程序為i2c-algo-s3c2410．c，I2C總線控制器I2C驅動算法，與具體的控制器相關。(4)i2c-s3c2410：源程序為i2c-s3c2410．c，I2C總線控制器硬件抽象層，與具體的控制器相關。以上4個模塊依次是底層與上層的關系，I2C驅動模塊的層次結構如圖2所示。

4 驅動源文件的編譯
驅動源文件包括i2c-algo-s3c2410．c，i2c-dev．c，i2c-core．c，i2c-s3c2410．c4個源文件。將其編譯為模塊，則產生4個模塊文件，編譯工作由Makefile文件完成,其文件內容如下：