rtt设备驱动框架面向对象学习-i2c总线

本来想着i2c和spi是一样的,标题都想抄袭成《rtt设备驱动框架学习-i2c总线和设备》,然后看过源码发现,i2c没有分开总线和设备,我想着正常它和spi一样有总线和设备,设备存在竞争。估计是因为i2c设备可以通过i2c地址区分,所以不需要来个i2c设备了吧。

1.i2c总线

i2c总线分为硬件i2c总线和软件模拟i2c总线。

按照面向对象的思想,要抽象出硬件i2c总线和软件i2c总线的相同点和不同点。相同点就变成了i2c总线基类,不同点就是各个子类的私有特性。

rtt就是这么干的,共同点是什么?方法------都得有配置方法和数据传输方法等,于是抽象出了i2c的方法:

struct rt_i2c_bus_device_ops

{

rt_ssize_t (*master_xfer)(struct rt_i2c_bus_device *bus, struct rt_i2c_msg msgs[], rt_uint32_t num);

rt_ssize_t (*slave_xfer)(struct rt_i2c_bus_device *bus, struct rt_i2c_msg msgs[], rt_uint32_t num);

rt_err_t (*i2c_bus_control)(struct rt_i2c_bus_device *bus, int cmd, void *args);};

抽象出3个公共方法,主设备通信接口,从设备通信接口和控制方法。

然后作为成员组成rt_i2c_bus_device类:

i2c.h中

struct rt_i2c_bus_device

{

struct rt_device parent;

const struct rt_i2c_bus_device_ops *ops; rt_uint16_t flags;

struct rt_mutex lock;

rt_uint32_t timeout;

rt_uint32_t retries;

void *priv;

};

缺图对象图,ops展开方法用纯虚方法表示或者指针,但ops展开后成为一个个纯虚方法更为贴切。

1.1硬件i2c

对于硬件i2c子类,则通过调用硬件sdk来实现rt_spi_bus的ops操作方法,实现完美闭环。

缺图对象图,ops展开的一个个方法用虚方法表示或者普通方法即可,意味着重写父类方法。

1.2 软件i2c总线

对于软件i2c总线,共同点就是软件gpio也要实现上面3个公共方法,差异点就是要用gpio模拟硬件i2c的2线通信接口------抽象出软件i2c通信接口。因为i2c通信时序是共同的,如果放到驱动层,每个bsp都要实现一样逻辑的通信函数------重复造轮子------对于这种"重复"性的,就抽象出来放到上层最合理。------就此我也知道了在c++中什么时候需要虚函数/纯虚函数那要看下层有没有共性的东西。

至于i2c软总线通信接口的实现需要哪些信息,rtt抽象出来的如下:

i2c-bit-ops.h 中

struct rt_i2c_bit_ops

{

void data; / private data for lowlevel routines */

void (*set_sda)(void *data, rt_int32_t state); void (*set_scl)(void *data, rt_int32_t state); rt_int32_t (*get_sda)(void *data);

rt_int32_t (*get_scl)(void *data);

void (udelay)(rt_uint32_t us);
rt_uint32_t delay_us; /
scl and sda line delay / rt_uint32_t timeout; / in tick */

};

为何如此抽象?i2c通信就用到2线,所以只要提供操作2线的高低电平接口即可控制通信了,其时序是共通的,再加上延时即可完成硬件无关的i2c通信时序,所以差异点在于操作硬件高低电平的函数,延时函数等的实现不同,于是把它们抽象出来。

模拟通信接口的方法在i2c-bit-ops.c中,从该c中可以看到它只提供了i2c主设备通信,其他两个i2c公共方法(从设备通信和控制方法)均没有支持。待开发。另外在i2c-bit-ops.c中可以看到i2c通信硬件无关的时序接口,要真正驱动引脚还得实现struct rt_i2c_bit_ops的接口。

为何还要抽象出来?同样的下面还有个子类------具体硬件厂家的软件i2c总线------因为各个硬件操作gpio具体实现是不同的,但是这些方法是都一样,所以抽象出来------跨硬件平台,这个框架才叫框架,这个框架才有意义。

rtt的h文件中没有关于抽象出的i2c软总线类,不过可以参考它的soft_i2c.c中抽象出i2c软总线类:

struct rt_soft_i2c

{

struct rt_i2c_bus_device i2c_bus;

struct rt_i2c_bit_ops ops;

};

就是继承i2c总线类后+软件i2c通信接口方法。

soft_i2c.c中的实现自洽的,啥叫自洽?就是它用到了pin设备,如果该bsp实现了pin框架对接,那么soft_i2c.c就完成了整个的软件i2c配置,只需要开启宏和定义下软件i2c引脚就行了,不需要bsp再进行创建软件i2c总线设备了。不过也可以,只要名字不一样也可以,不过结果一样,以我看来有pin对接就不要在bsp层重复实现了。

如果没有实现pin设备框架对接,那么就需要bsp驱动层实现软总线,各个厂家bsp创建各自的软i2c总线子类对象,实现软件i2c的ops方法即可。

缺图对象图,
(1)bus--->ops展开的一个个方法用虚方法表示或者普通方法即可,意味着重写父类i2c总线基类的方法。
(2)软i2c总线子类的ops展开的一个个方法用纯虚方法表示或者指针,但ops展开后成为一个个纯虚方法更为贴切。

/ components / drivers / i2c下有4个文件:

i2c-bit-ops.c

i2c_core.c

i2c_dev.c

soft_i2c.c

这4个文件的关系:

i2c_dev.c是重写/实现rt_device基类的方法的文件,也是初始化i2c基类的接口所在rt_i2c_bus_device_device_init。

i2c_core.c是中转站/中间人,因为i2c_dev.c中重写设备基类的方法,这些方法里调用了i2c_core.c提供的方法如rt_i2c_transfer,而i2c_core.c中这些方法比如 rt_i2c_transfer,实现内部是调用的i2c的3个公共方法比如bus->ops->master_xfer,而这3个公共方法对于硬件i2c总线则走硬件总线的实现,对于软件模拟i2c总线则走i2c-bit-ops.c中的方法比如i2c_bit_xfer,前面知道i2c-bit-ops.c中只实现了主设备通信即只有i2c_bit_xfer。以此来看,i2c_core.c可不就是中间人/岔路口/分发站/跳转点么?!

而i2c_bit_xfer函数里使用到i2c软总线抽象的那些延时2线高低电平接口,而这些接口可以是bsp的驱动层实现的,也可以是soft_i2c.c里实现的------通过pin设备框架控制2线高低电平(当然还需要实现us延时函数)。

而soft_i2c.c是对于支持pin设备的bsp的软总线实现实例,它已自洽的,不需要bsp再重复造轮子了。而它则可以作为参照对于没有支持pin和延时函数的bsp实现软总线的参考例子。它通过pin设备实现了软i2c总线的模拟接口,这样i2c-bit-ops.c中通信方法调用2线控制电平和延迟函数就有了落脚点。而pin设备就需要驱动层的gpio驱动支持的,gpio驱动就调用了硬件sdk,自然能驱动硬件引脚。这样屏蔽了硬件差异,实现跨硬件平台。

2.i2c设备

无。通过i2c从机地址就能区分i2c设备,就没有必要专门搞个设备累了,多余了。

3.使用

官方文档说的就是如何使用的i2c总线,而上面学的是注册/初始化/构造流程。

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