一、前言
前文介绍了文件io的驱动方式，可以用于led点灯灭灯或者一些简单的不需求时序控制的ic操作，但是用于功能类ic，如AD采集芯片等时序控制需求高的，就不行了，这时候就需求高速io去实现指定的芯片手册时序逻辑，来完成ic的驱动。前文也介绍了一些高速io的驱动方式，如hx711芯片驱动，如未发布文章的AD7606驱动源码资源，都是使用高速io驱动的方式，但是经测试，io的速率还未开发到极致，是因为未直接操作底层寄存器的原因，还是经过包装，但是io速率已经满足大部分ic驱动开发，本编文章的目的也是介绍和详细写出各种方式io的速度测试方法，针对于不同的需求可以设计不同的驱动。
目前总结有io有几种驱动方式
1.应用层文件io驱动方式。优点：利用底层自带的gpio驱动，免去独立开发驱动。缺点：io驱动慢，无法适用于大部分ic，只能简单用于led操作，按键检测，和简单的ic
2.驱动层gpio操作方式。优点：简单一些。缺点：需要搭配复杂的开发环境，io速度也不是极限，仍然感觉有限制，如无延时的操作一个io高低电平，会有500ns的保持时间，怀疑包装函数中有保护延时。
3.驱动层寄存器操作方式。优点：速度快。缺点：需要搭配复杂的开发环境，操作麻烦一些。
二、环境
宿主机：window10，Ubuntu16.04
目标及：a40i，linux3.10
三、正文
主要说明3种方式种io操作的步骤和效果对比
1.应用层文件io驱动方式
程序如下，文件方式驱动一个io无限正反转
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
while(1)
{
system("echo 1 > /sys/class/gpio_sw/PG9/data");
//usleep(10000);
system("echo 0 > /sys/class/gpio_sw/PG9/data");
//usleep(10000);
}
return 0;
}适用逻辑分析仪测试io反转速率效果如下图所示
图1
结论：
2.驱动层gpio操作方式
程序如下，底层gpio封装函数驱动gpio方式
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/delay.h>
//#include <mach/platform.h> //PAD_GPIO_C
#define SUNXI_PA_BASE 0
#define SUNXI_PB_BASE 32
#define SUNXI_PC_BASE 64
#define SUNXI_PD_BASE 96
#define SUNXI_PE_BASE 128
#define SUNXI_PF_BASE 160
#define SUNXI_PG_BASE 192
#define SUNXI_PH_BASE 224
#define SUNXI_PI_BASE 256
#define SUNXI_PJ_BASE 288
#define SUNXI_PK_BASE 320
#define SUNXI_PL_BASE 352
#define SUNXI_PM_BASE 384
#define SUNXI_PN_BASE 416
#define SUNXI_PO_BASE 448
#define AXP_PIN_BASE 1024
/* sunxi gpio name space */
#define GPIOA(n) (SUNXI_PA_BASE + (n))
#define GPIOB(n) (SUNXI_PB_BASE + (n))
#define GPIOC(n) (SUNXI_PC_BASE + (n))
#define GPIOD(n) (SUNXI_PD_BASE + (n))
#define GPIOE(n) (SUNXI_PE_BASE + (n))
#define GPIOF(n) (SUNXI_PF_BASE + (n))
#define GPIOG(n) (SUNXI_PG_BASE + (n))
#define GPIOH(n) (SUNXI_PH_BASE + (n))
#define GPIOI(n) (SUNXI_PI_BASE + (n))
#define GPIOJ(n) (SUNXI_PJ_BASE + (n))
#define GPIOK(n) (SUNXI_PK_BASE + (n))
#define GPIOL(n) (SUNXI_PL_BASE + (n))
#define GPIOM(n) (SUNXI_PM_BASE + (n))
#define GPION(n) (SUNXI_PN_BASE + (n))
#define GPIOO(n) (SUNXI_PO_BASE + (n))
#define GPIO_AXP(n) (AXP_PIN_BASE + (n))
//声明描述LED硬件相关的数据结构
struct led_resource {
int gpio; //GPIO软件编号
char *name; //LED的名称
};
//定义初始化LED灯的硬件信息对象
static struct led_resource led_info[] = {
{
.name = "SCL1",
.gpio = GPIOG(2)
},
{
.name = "SDA1",
.gpio = GPIOG(0)
},
};
//入口：insmod
static int led_init(void)
{
int i;
int num=1000;
for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
int result = gpio_request(led_info[i].gpio,led_info[i].name)//先向内核申请GPIO硬件资源;
if(result!=0){//判断申请的GPIO资源是否成功，失败返回提示信息
printk(KERN_ERR "GPIO%d has used...led init err!\n",led_info[i].gpio);//打印错误信息
return -1;
}
gpio_direction_output(led_info[i].gpio, 0);//设置输入、输出GPIO方向，设置为输出功能，输出0
}
//2.然后配置GPIO为输出功能,输出0,开灯
while(num--){
gpio_set_value(194, 1);ndelay(500);
gpio_set_value(192, 1);ndelay(500);
gpio_set_value(194, 0);ndelay(500);
gpio_set_value(192, 0);ndelay(500);
}
printk(KERN_INFO "led init ok...\n");//打印提示信息
return 0;
}
//出口:rmmod
static void led_exit(void)
{
int i;
int num=1000;
while(num--){
gpio_set_value(led_info[0].gpio, 1);ndelay(500);
gpio_set_value(led_info[1].gpio, 1);ndelay(500);
gpio_set_value(led_info[0].gpio, 0);ndelay(500);
gpio_set_value(led_info[1].gpio, 0);ndelay(500);
}
for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(led_info); i++) {
gpio_free(led_info[i].gpio);//释放GPIO硬件资源
}
printk(KERN_INFO "led exit...\n");//打印提示信息
}
module_init(led_init);//三要素 必须有
module_exit(led_exit);//三要素 必须有
MODULE_LICENSE("GPL");//三要素 必须有
MODULE_AUTHOR("[email protected]");//模块作者的声明
MODULE_DESCRIPTION("HX711 Driver");//当前模块的功能描述使用逻辑分析仪查看测试效果如下图所示
图2
结论：
3.驱动层寄存器操作方式
未完毕