GPIO模拟I2C：Linux内核实战与GPIO配置

本文主要探讨了如何在I9000设备上利用Linux内核中的i2c-gpio模块，通过两个GPIO（General Purpose Input/Output）引脚模拟I2C总线的功能。I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信接口标准，常用于连接微控制器、传感器和其他设备。在实际应用中，如果硬件上缺乏足够的I2C总线资源，可以通过编程方式在Linux内核层次上实现I2C功能。 首先，作者强调了在开始之前确保要使用的GPIO引脚未被其他系统组件占用，因为这关系到模拟I2C总线的正确性和稳定性。i2c-gpio模块提供了一个平台依赖的数据结构`struct i2c_gpio_platform_data`，其中包含关键参数如SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock）引脚的GPIO ID、信号切换延迟（与SCL频率有关）、超时时间以及驱动配置（如SDA是否为开漏输出）。 模拟I2C的过程包括以下几个步骤： 1. **模块初始化**：在内核中，首先需要对i2c-gpio模块的结构体进行初始化，设置SCL和SDA引脚的特性，如频率、延迟时间和超时设置。这些配置直接影响模拟I2C的性能和兼容性。 2. **模块编译与内核集成**：将i2c-gpio模块编译进内核，使其成为系统的一部分。这样，当系统启动时，这个模块会自动处理与GPIO相关的I2C操作，使得外部设备能够通过这些模拟的I2C接口进行通信。 3. **设备注册与挂载**：在系统启动过程中，相关的设备驱动程序通常在arch目录下的特定平台子目录（如setup.c和devices.c）中进行初始化。在这里，开发者需要注册模拟的I2C总线，将其添加到系统的设备列表中，并挂载相应的I2C设备，使其能够在系统中被用户空间应用程序访问。 4. **信号处理**：由于SCL被配置为开漏输出，驱动程序需要正确处理信号的发送和接收，确保数据能在模拟的总线上准确无误地传输。`gpio_get_value()`函数在此处起到了关键作用，它返回实际的GPIO状态，即使该引脚作为输出配置。 通过这些步骤，开发者可以实现一个在资源有限的平台上利用GPIO实现I2C功能的解决方案。这种技术对于扩展硬件I2C支持、节省硬件资源以及简化系统设计具有重要意义。理解并掌握这一技巧对于从事嵌入式Linux开发的工程师来说，无疑是一大加分项。