TWI - 双总线协议
模块介绍
TWI 控制器的框图如上所示，该控制器支持的标准通信速率为 100Kbps，最高通信速率可以达到 400Kbps。其中 CPUX 域的 TWI 控制器时钟源来自于 APB2，CPUS 域的 S‑TWI 时钟源来自于APBS。
TWI 传输数据的方式包括包传输和 DMA 运输。
模块配置
模块配置在 menuconfig 位于如下位置
Kernel Setup --->
Drivers Setup --->
SoC HAL Drivers --->
TWI devices --->
[*] enable twi driver
TWI 模块寄存器的基本配置位于 common_twi.h 文件里面，包括每个 TWI 的寄存器地址和中断号，部分配置如下：
/* TWI Register Offset */
#define TWI_ADDR_REG (0x00) /* 31:8bit reserved,7-1bit for slave addr,0 bit for GCE */
#define TWI_XADDR_REG (0x04) /* 31:8bit reserved,7-0bit for second addr in 10bit addr */
#define TWI_DATA_REG (0x08) /* 31:8bit reserved, 7-0bit send or receive data byte */
#define TWI_CTL_REG (0x0C) /* INT_EN,BUS_EN,M_STA,INT_FLAG,A_ACK */
#define TWI_STAT_REG (0x10) /* 28 interrupt types + 0xF8 normal type = 29 */
#define TWI_CLK_REG (0x14) /* 31:7bit reserved,6-3bit,CLK_M,2-0bit CLK_N */
#define TWI_SRST_REG (0x18) /* 31:1bit reserved;0bit,write 1 to clear 0. */
#define TWI_EFR_REG (0x1C) /* 31:2bit reserved,1:0 bit data byte follow read command */
#define TWI_LCR_REG (0x20) /* 31:6bits reserved 5:0bit for sda&scl control*/
#define TWI_DVFS_REG (0x24) /* 31:3bits reserved 2:0bit for dvfs control. only A10 support. */
#define TWI_DRIVER_CTRL (0x200)
...
TWI 模块对于不同平台的区分位于 platform\twi_sun20iw3.h 中。包括基地址以及平台相关参数
/** the irq of each TWI **/
#ifdef CONFIG_ARCH_SUN20IW3
#define SUNXI_GIC_START 16
#else
#define SUNXI_GIC_START 0
#endif
/** the base address of TWI*/
#define SUNXI_TWI0_PBASE 0x02502000
#define SUNXI_IRQ_TWI0 (41 - SUNXI_GIC_START)
#define TWI0_SCK GPIOA(16)
#define TWI0_SDA GPIOA(17)
#define TWI0_PIN_MUXSEL 4
#define SUNXI_TWI1_PBASE 0x02502400
#define SUNXI_IRQ_TWI1 (42 - SUNXI_GIC_START)
#define TWI1_SCK GPIOA(6)
#define TWI1_SDA GPIOA(7)
#define TWI1_PIN_MUXSEL 4
...
源码结构
rtos‑hal/
|‑‑hal/source/twi/hal_twi.c /* hal层接口代码 */
|‑‑include/hal/sunxi_hal_twi.h /* 头文件 */
模块接口说明
头文件：
#include <sunxi_hal_twi.h>
TWI 端口号 twi_port_t
该数据结构主要用来表明 TWI 的编号，用户可以用来调用 TWI 的控制器。具体定义如下：
typedef enum
{
TWI_MASTER_0, /**< TWI master 0. */
TWI_MASTER_1, /**< TWI master 1. */
TWI_MASTER_2, /**< TWI master 0. */
TWI_MASTER_3, /**< TWI master 1. */
TWI_MASTER_4, /**< TWI master 4. */
TWI_MASTER_5, /**< TWI master 5. */
S_TWI_MASTER_0, /**< S_TWI master 0. */
S_TWI_MASTER_1, /**< S_TWI master 1. */
S_TWI_MASTER_2, /**< S_TWI master 2. */
TWI_MASTER_MAX /**< max TWI master number, \<invalid\> */
} twi_port_t;
TWI 消息结构体 twi_msg_t
该数据结构是 TWI 通信时的消息结构，定义每个通信数据的格式：
typedef struct twi_msg
{
uint16_t addr; /* slave address */
uint16_t flags;
/* read data, from slave to master
* TWI_M_RD is guaranteed to be 0x0001!
*/
#define TWI_M_RD 0x0001
#define TWI_M_TEN 0x0010 /* this is a ten bit chip address */
uint16_t len; /* msg length */
uint8_t *buf; /* pointer to msg data */
} twi_msg_t;
TWI 控制结构体 hal_twi_transfer_cmd_t
该数据接口储存了一些用户在调用 twi_control 的时候可以用到的一些参数，具体如下：
typedef enum
{
I2C_SLAVE = 0, /* 设置从机地址 */
I2C_SLAVE_FORCE = 1, /* 强制设置从机地址 */
I2C_TENBIT = 2, /* 支持10位地址 */
I2C_RDWR = 3 /* 读写支持 */
} hal_twi_transfer_cmd_t;
TWI 频率结构体 twi_frequency_t
typedef enum
{
TWI_FREQUENCY_100K = 100000, /**< 100kbps. */
TWI_FREQUENCY_200K = 200000, /**< 200kbps. */
TWI_FREQUENCY_400K = 400000, /**< 400kbps. */
} twi_frequency_t;
TWi 返回值结构体
typedef enum
{
TWI_STATUS_ERROR = -4, /**< An error occurred and the transaction has failed. */
TWI_STATUS_ERROR_BUSY = -3, /**< The TWI bus is busy, an error occurred. */
TWI_STATUS_INVALID_PORT_NUMBER = -2, /**< A wrong port number is given. */
TWI_STATUS_INVALID_PARAMETER = -1, /**< A wrong parameter is given. */
TWI_STATUS_OK = 0 /**< No error occurred during the function call. */
} twi_status_t;
TWI 初始化接口
TWI 模块初始化，主要初始化时钟，中断以及引脚配置等
函数原型：
twi_status_t hal_twi_init(twi_port_t port)
参数：
- port：TWI 端口号
返回值：
- 0 代表成功
- 负数代表失败
TWI 控制接口
更改 TWI 的一些配置，包括从设备地址以及读写数据等
函数原型：
twi_status_t hal_twi_control(twi_port_t port, hal_twi_transfer_cmd_t cmd, void *args)
参数：
- port：端口号
- cmd：控制参数
- args：传入的配置数据
返回值：
- 0 代表成功
- 负数代表失败
TWI 数据发送接口
函数原型：
twi_status_t hal_twi_write(twi_port_t port, unsigned long pos, const void *buf, uint32_t size)
参数：
- port：通道号
- pos：偏移量（目前支持 1 个字节大小）
- buf：待发送数据
- size：发送数据大小，不包括偏移量
返回值：
- 0 代表成功
- 负数代表失败
TWI 数据接收接口
函数原型：
twi_status_t hal_twi_read(twi_port_t port, unsigned long pos, void *buf, uint32_t size)
参数：
- port：通道号
- pos：偏移量（目前支持 1 个字节大小）
- buf：接收的数据
- size：接收数据大小，不包括偏移量
返回值：
- 0 代表成功
- 负数代表失败
TWI 去初始化接口
函数原型：
twi_status_t hal_twi_deinit(twi_port_t port)
参数：
- port：TWI 端口号
返回值：
- 0 代表成功
- 负数代表失败
模块使用范例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <hal_log.h>
#include <hal_cmd.h>
#include <sunxi_hal_twi.h>
#define TEST_READ 0
#define TEST_WRITE 1
static int cmd_test_twi(int argc, const char **argv)
{
twi_msg_t msg;
twi_port_t port;
uint16_t addr;
char reg_addr, reg_val = 0, rw = TEST_READ;
int c;
if (argc < 5)
{
hal_log_info("Usage:");
hal_log_info("\ttwi [port] [slave_addr] [reg] -r");
hal_log_info("\t -w [val]");
return -1;
}
hal_log_info("Run twi test");
port = strtol(argv[1], NULL, 0);
addr = strtol(argv[2], NULL, 0);
reg_addr = strtol(argv[3], NULL, 0);
if (argv[5])
{
reg_val = strtol(argv[5], NULL, 0);
}
while ((c = getopt(argc, (char *const *)argv, "rw")) != -1)
{
switch (c)
{
case 'r':
hal_log_info("twi read test");
rw = TEST_READ;
break;
case 'w':
hal_log_info("twi write test");
rw = TEST_WRITE;
reg_val = strtol(argv[5], NULL, 0);
break;
default:
hal_log_err("invalid param!");
}
}
hal_twi_init(port);
hal_twi_control(port, I2C_SLAVE, &addr);
if (rw == TEST_READ)
{
hal_twi_read(port, reg_addr, ®_val, 1);
hal_log_info("reg_val: 0x%x", reg_val);
}
else if (rw == TEST_WRITE)
{
/*
* hal_twi_write bug workaround
*/
uint8_t buf[2];
buf[0] = reg_addr;
buf[1] = reg_val;
msg.flags = 0;
msg.addr = addr;
msg.len = 2;
msg.buf = buf;
hal_twi_control(port, I2C_RDWR, &msg);
}
hal_log_info("Twi test finish");
//hal_twi_uninit(port);
hal_log_info("Twi test1 finish");
return 0;
}
FINSH_FUNCTION_EXPORT_CMD(cmd_test_twi, hal_twi, twi hal APIs tests)