ICM20948 设备树完整指南

Zeku2026-02-11 8:54

ICM20948 设备树完整指南

目录

  1. 方案概述
  2. 设备树基础知识
  3. 准备工作
  4. 详细实施步骤
  5. 验证与测试
  6. 问题排查
  7. 方案对比

方案概述

将ICM20948传感器信息添加到Linux设备树（Device Tree）中，使其成为系统硬件描述的一部分。

方案优势

优势 说明
✅ 系统集成 设备在系统启动时自动识别
✅ 标准化 符合Linux设备模型规范
✅ 内核驱动 可以使用内核提供的IIO驱动
✅ 自动配置 无需手动指定I2C设备路径
✅ 电源管理 支持系统电源管理功能

方案B的劣势

劣势 说明
⚠️ 复杂度高 需要了解设备树和内核编译
⚠️ 编译耗时 需要重新编译内核/设备树
⚠️ 需要烧录 需要更新开发板上的设备树
⚠️ 风险较高 错误配置可能导致系统无法启动

设备树基础知识

什么是设备树（Device Tree）？

设备树是一种描述硬件配置的数据结构，用于告诉Linux内核系统中有哪些硬件设备以及如何配置它们。

设备树文件类型

文件类型 扩展名 说明
设备树源文件 .dts 人类可读的文本格式
设备树包含文件 .dtsi 可被其他dts文件包含的公共部分
设备树二进制文件 .dtb 编译后的二进制格式，内核使用

设备树节点结构

dts 复制代码 
node_name@address {
    compatible = "manufacturer,device-model";
    reg = <address>;
    property1 = <value>;
    property2 = "string-value";
    status = "okay";
};

ICM20948 相关的设备树属性

属性 说明 示例
compatible 设备兼容性字符串 "invensense,icm20948"
reg I2C设备地址 <0x68> 或 <0x69>（默认0x68）
interrupt-parent 中断控制器 <&gpio0>
interrupts 中断配置 <RK_PA0 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>
status 设备状态 "okay" 或 "disabled"

准备工作

1. 备份重要文件

bash 复制代码 
# 在SDK目录下备份设备树文件
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/kernel
cp arch/arm64/boot/dts/rockchip/rv1126b-alientek.dtsi \
   arch/arm64/boot/dts/rockchip/rv1126b-alientek.dtsi.backup

2. 确认硬件连接信息

在开始之前，确认以下信息：

bash 复制代码 
# 在开发板上执行
# 1. 确认ICM20948连接的I2C总线
i2cdetect -y 2

# 2. 确认I2C地址（应该是0x68或0x69）
# 从i2cdetect输出中查看

# 3. 确认是否有中断引脚连接（可选）
# 查看硬件原理图

硬件信息：

  • I2C总线：i2c2
  • I2C地址：0x68
  • 中断引脚：（如果没有需求，可以不配置）

3. 设置编译环境

bash 复制代码 
# 进入SDK内核目录
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/kernel

# 加载交叉编译环境
cross_comp

详细实施步骤

步骤1：修改设备树文件

1.1 打开设备树文件
bash 复制代码 
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/kernel
vi arch/arm64/boot/dts/rockchip/rv1126b-alientek.dtsi
1.2 找到i2c2节点

在文件中找到 &i2c2 节点：

dts 复制代码 
&i2c2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2c2m0_pins>;

    at8563: rtc@51 {
        compatible = "nxp,pcf8563";
        reg = <0x51>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&at8563_int>;
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <RK_PB1 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        #clock-cells = <0>;
    };
};
1.3 添加ICM20948节点

在 at8563 节点后面添加ICM20948节点：

方案1：基本配置（无中断）

dts 复制代码 
&i2c2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2c2m0_pins>;

    at8563: rtc@51 {
        compatible = "nxp,pcf8563";
        reg = <0x51>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&at8563_int>;
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <RK_PB1 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        #clock-cells = <0>;
    };

    icm20948: imu@68 {
        compatible = "invensense,icm20948";
        reg = <0x68>;
        status = "okay";
    };
};

方案2：完整配置（带中断）

如果您的硬件连接了ICM20948的INT引脚到GPIO，可以使用完整配置：

dts 复制代码 
&i2c2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2c2m0_pins>;

    at8563: rtc@51 {
        compatible = "nxp,pcf8563";
        reg = <0x51>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&at8563_int>;
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <RK_PB1 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        #clock-cells = <0>;
    };

    icm20948: imu@68 {
        compatible = "invensense,icm20948";
        reg = <0x68>;
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <RK_PA0 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
        status = "okay";
    };
};

注意：

  • RK_PA0 需要根据实际连接的GPIO引脚修改
  • 如果没有连接中断引脚，使用方案1即可
1.4 保存文件
bash 复制代码 
# 在vi中保存并退出
:wq

步骤2：编译设备树

2.1 编译内核
bash 复制代码 
# 编译kernel
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk
./build.sh kernel
# 编译kernel后的输出文件为boot.img
2.2 检查编译结果
bash 复制代码 
# 查看生成的img文件
ls -la ./rockdev

# 找到生成的img文件
/home/alientek/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/output/firmware/boot.img

步骤3：部署设备树到开发板

  1. 将开发板连接至虚拟机，可正常adb shell。

  2. 在[SDK]/rockdev文件夹下查看输出软链接文件：

    复制代码 
    alientek@alientek:~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk$ ls ./rockdev
boot.img  MiniLoaderAll.bin  misc.img  parameter.txt  recovery.img  rootfs.img  uboot.img  update.img  userdata.img

  3. adb shell登录开发板并执行reboot loader重启进入到 Loader 模式。

  4. 设备名称为fuzhou rockchip usb download gadget，使其连接到虚拟机。

    注意到 Loader 的模式下是不能用 adb shell 登录开发版的，同时串口也失效了。

  5. 在 SDK 路径下执行指令：sudo ./rkflash.sh uboot。【更换为对应的映像文件】

  6. 等待烧写完毕，烧写完毕后，拨动开发板上的电源开关重启开发板。

步骤4：验证设备树加载

4.1 检查设备树节点
bash 复制代码 
# 重启后，在开发板上执行

# 1. 查看设备树中的ICM20948节点
ls /sys/firmware/devicetree/base/i2c@ff410000/imu@68/

# 2. 查看compatible属性
cat /sys/firmware/devicetree/base/i2c@ff410000/imu@68/compatible
# 应该输出：invensense,icm20948

# 3. 查看reg属性
cat /sys/firmware/devicetree/base/i2c@ff410000/imu@68/reg | hexdump -C
# 应该显示：00 00 00 68（即地址0x68）
4.2 检查内核日志
bash 复制代码 
# 查看内核启动日志中关于ICM20948的信息
dmesg | grep -i icm
dmesg | grep -i imu
dmesg | grep -i "i2c.*68"

可能的输出：

  • 如果有内核驱动：会看到驱动加载信息
  • 如果没有内核驱动：可能看不到相关信息（这是正常的，Linux不支持该驱动）

验证与测试

方法1：使用用户空间程序（方案A）

即使添加了设备树节点，仍然可以使用之前的用户空间程序：

bash 复制代码 
cd /root/icm
LD_LIBRARY_PATH=/root/icm ./simple_gyro_test

应该仍然正常工作！

方法2：检查IIO子系统（如果有内核驱动）

bash 复制代码 
# 查看IIO设备
ls /sys/bus/iio/devices/

# 如果ICM20948有内核驱动，会看到类似：
# iio:device0

# 查看设备属性
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/name
# 应该输出：icm20948

# 读取陀螺仪数据
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_anglvel_x_raw
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_anglvel_y_raw
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_anglvel_z_raw

注意： Linux 6.1内核可能没有ICM20948的IIO驱动，这种情况下不会看到IIO设备。

方法3：使用i2cdetect验证

bash 复制代码 
# 检查I2C设备是否仍然可见
i2cdetect -y 2

预期结果：

  • 地址0x68处应该显示 68 或 UU
  • UU 表示设备被内核驱动占用（如果有驱动）
  • 68 表示设备存在但未被驱动占用

问题排查

问题1：编译设备树失败

错误信息：

复制代码 
Error: xxx.dtsi:123: syntax error

解决方法：

  1. 检查设备树语法，特别是：

    • 大括号是否匹配
    • 分号是否缺失
    • 属性值格式是否正确

  2. 使用dtc工具检查语法：

bash 复制代码 
dtc -I dts -O dtb arch/arm64/boot/dts/rockchip/rv1126b-alientek.dtsi

问题2：系统无法启动

症状： 替换dtb后系统无法启动或卡在启动画面

解决方法：

  1. 恢复备份的dtb文件：
bash 复制代码 
# 通过串口或恢复模式进入系统
cp /boot/rv1126b-alientek.dtb.backup /boot/rv1126b-alientek.dtb
sync
reboot

  1. 检查设备树配置是否有错误

  2. 从简单配置开始，逐步添加属性

问题3：设备树节点不存在

症状： /sys/firmware/devicetree/base/ 下找不到ICM20948节点

可能原因：

  1. dtb文件没有正确替换
  2. 设备树编译时没有包含修改
  3. 节点路径不正确

解决方法：

bash 复制代码 
# 1. 确认dtb文件时间戳
ls -l /boot/rv1126b-alientek.dtb

# 2. 反编译当前使用的dtb查看内容
dtc -I dtb -O dts /boot/rv1126b-alientek.dtb > /tmp/current.dts
grep -A 10 icm20948 /tmp/current.dts

# 3. 如果没有找到，说明dtb没有正确更新

问题4：用户空间程序无法访问设备

症状： 添加设备树后，simple_gyro_test 报错 "Failed to detect ICM-20948"

可能原因：

  • 设备被内核驱动占用（i2cdetect显示UU）

解决方法：

bash 复制代码 
# 1. 检查是否有驱动占用
i2cdetect -y 2

# 2. 如果显示UU，卸载内核驱动
lsmod | grep icm
rmmod icm20948  # 如果有的话

# 3. 或者在设备树中禁用该节点
# 修改 status = "disabled";

问题5：找不到IIO设备

症状： /sys/bus/iio/devices/ 目录为空

原因： Linux 6.1内核可能没有编译ICM20948的IIO驱动

解决方法：

  1. 检查内核配置：
bash 复制代码 
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/kernel
grep ICM20948 .config
  1. 如果没有驱动，有两个选择：
    • 继续使用用户空间方案（方案A）
    • 编译并加载ICM20948内核驱动（高级）

方案对比

方案A vs 方案B 详细对比

对比项 方案A（用户空间） 方案B（设备树）
实施难度 ⭐ 简单 ⭐⭐⭐⭐ 复杂
所需时间 10分钟 1-2小时
需要重启 ❌ 不需要 ✅ 需要
风险等级 低 中等
系统集成 手动 自动
灵活性 高 中等
适用场景 快速原型、测试 产品化、长期使用
维护成本 低 中等

何时使用方案A？

✅ 推荐使用方案A的情况：

  • 快速验证硬件功能
  • 原型开发阶段
  • 不想修改系统配置
  • 需要灵活调整参数
  • 只需要基本的数据读取功能

何时使用方案B？

✅ 推荐使用方案B的情况：

  • 产品化阶段
  • 需要系统自动识别设备
  • 想使用内核IIO驱动
  • 需要电源管理功能
  • 长期稳定运行

混合方案

您可以同时使用两种方案：

  1. 添加设备树节点（方案B）
  2. 在设备树中设置 status = "disabled"
  3. 继续使用用户空间程序（方案A）

这样既保持了系统的规范性，又保留了灵活性。

高级主题

1. 添加内核驱动支持

如果您想使用内核IIO驱动，需要：

bash 复制代码 
# 1. 检查内核配置
cd ~/atk_dlrv1126b_linux6.1_sdk/kernel
make menuconfig

# 2. 启用IIO子系统和ICM20948驱动
# Device Drivers -->
#   Industrial I/O support -->
#     Inertial measurement units -->
#       <M> Invensense ICM20948 I2C driver

# 3. 编译内核模块
make modules

# 4. 安装模块到开发板
make modules_install INSTALL_MOD_PATH=/path/to/rootfs

2. 自定义设备树属性

您可以添加自定义属性来配置传感器：

dts 复制代码 
icm20948: imu@68 {
    compatible = "invensense,icm20948";
    reg = <0x68>;

    /* 自定义属性 */
    invensense,gyro-range = <250>;  /* 陀螺仪量程：250 dps */
    invensense,accel-range = <2>;   /* 加速度计量程：2g */
    invensense,sample-rate = <100>; /* 采样率：100Hz */

    status = "okay";
};

文档版本： 1.0
最后更新： 2026-02-10
适用平台： RV1126B + Linux 6.1.141

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