NUC972触摸屏驱动移植过程分析（一）

因为下一个项目可能会用到触摸屏，所以这段时间对触摸屏的驱动的移植进行了研究，今天正好有机会，谈谈移植过程。

其实基于开发板对触摸屏驱动进行移植，需要做的工作并不是太多，因为大部分工作开发板的供应商已经提供好了，但是用起来总是不尽人意，所以需要进一步优化，废话少说，步入正题。

首先看一下硬件电路，如下图所示：

开发板上使用的是TSC2007作为驱动触摸屏（电阻屏）的驱动芯片，没有使用nuc972内置的AD，这样做的原因首先是比较好移植，其次是外置专用的触摸屏芯片往往精度更高。咱们先看一下这个芯片的几个主要的引脚，X+、Y+、X-、Y- 是连接触摸屏的，一般情况下无需考虑，A0、A1、SCL、SDA 这四个引脚定义很容易识别出是和IIC通信有关，是的，一般外置的触摸屏控制芯片（包括电阻屏和电容屏）都是通过IIC接口与主机CPU进行通信的，A0、A1是设置地址的接口，SCL和SDA分别是IIC的时钟接口与数据接口，那么问题来了，IIC通信是主从模式，任何的通信都需要由主机发起，而主机不能判断什么时候触摸屏被按下，总不能CPU一直在轮询触摸屏吧，那还干不干其他事儿了？所以，就又增加了一个/PENIRQ引脚，这个引脚一般要与CPU的一个gpio连接，如果触摸屏被按下，这个引脚会有动作，从图上可以看出来当触摸屏被按下时，这个引脚会变低，松开会变高（CPU一般是使用中断进行处理），这样就可以通知CPU读取触摸屏数据了。

看完了硬件，我们再来看一下软件。大家知道，在linux内核中，设备数据和驱动原则上是分离的，这样可以增加驱动的可移植性。首先看一下device，在新唐提供的BSP中，nuc970系列的设备数据在/arch/arm/mach-nuc970 这个文件夹里面，我们需要的信息在dev.c这个文件里。还是从下晚上看的看代码原则，先看一下CPU启动时，设备初始化函数：

void __init nuc970_platform_init(struct platform_device **device, int size)
{
#if defined(CONFIG_LEDS_GPIO)
	if (gpio_request(nuc970_ek_leds[0].gpio, "led-ds2") < 0) {
		printk("can not request gpio[%d] for led-ds2\n", nuc970_ek_leds[0].gpio);
	} else {
		gpio_direction_output(nuc970_ek_leds[0].gpio, nuc970_ek_leds[0].active_low);
	}
#endif

	platform_add_devices(device, size);
	platform_add_devices(nuc970_public_dev, ARRAY_SIZE(nuc970_public_dev));

	mdk970ek_add_device_buttons();

#if defined(CONFIG_MTD_M25P80) || defined(CONFIG_SPI_SPIDEV)
 	/* register spi devices */
#ifdef CONFIG_SPI_NUC970_P0
	spi_register_board_info(nuc970_spi0_board_info, ARRAY_SIZE(nuc970_spi0_board_info));
#endif
#ifdef CONFIG_SPI_NUC970_P1
    spi_register_board_info(nuc970_spi1_board_info, ARRAY_SIZE(nuc970_spi1_board_info));
#endif
#endif

#ifdef CONFIG_I2C_BUS_NUC970_P0
	i2c_register_board_info(0, nuc970_i2c_clients0, sizeof(nuc970_i2c_clients0)/sizeof(struct i2c_board_info));
#endif

#ifdef CONFIG_GPIO_NUC970
#ifdef CONFIG_I2C_ALGOBIT
{
	nuc970_i2c_clients2[0].irq = 399; /* tsc2007 */
}
	i2c_register_board_info(2, nuc970_i2c_clients2, ARRAY_SIZE(nuc970_i2c_clients2));
//	i2c_register_board_info(2, nuc970_i2c_clients2, sizeof(nuc970_i2c_clients2)/sizeof(struct i2c_board_info));
#endif
#endif

#ifdef CONFIG_PWM_NUC970
	pwm_add_table(board_pwm_lookup, ARRAY_SIZE(board_pwm_lookup));
#endif
}

内核启动时，初始化设备就是调用的这个函数，我们使用的是使用GPIO模拟IIC通信的方式，所以需要选择CONFIG_GPIO_NUC970、CONFIG_I2C_ALGOBIT这两个宏定义，具体两个宏定义之间的代码先不考虑，下面会有介绍，只需要先注意一个字段：nuc970_i2c_clients2，这个是注册IIC设备的重中之重，而且肯定在上面的代码中有定义，网上翻代码，很容易找到它的定义：

#ifdef CONFIG_GPIO_NUC970
#ifdef CONFIG_I2C_ALGOBIT
static struct i2c_board_info __initdata nuc970_i2c_clients2[] =
{
	{
		I2C_BOARD_INFO("tsc2007", 0x48),
		.platform_data	= &tsc2007_info,
		/* irq number is run-time assigned */
	},
#ifdef CONFIG_SENSOR_OV7725
	{I2C_BOARD_INFO("ov7725",  0x21),},
#endif
#ifdef CONFIG_SENSOR_OV5640
	{I2C_BOARD_INFO("ov5640",  0x3c),},
#endif
#ifdef CONFIG_SENSOR_NT99141
	{I2C_BOARD_INFO("nt99141", 0x2a),},
#endif
#ifdef CONFIG_SENSOR_NT99050
	{I2C_BOARD_INFO("nt99050", 0x21),},
#endif
	{I2C_BOARD_INFO("lm75a", 0x4e),},
	
    {I2C_BOARD_INFO("ds1307", 0x68),},
};

可以很明显的看出来nuc970_i2c_clients2是一个i2c_board_info 类型的结构体数组，里面包含了好几个成员，大部分都是条件编译选项，咱们只考虑触摸屏，只看第一个元素，这个结构体里面一共有两个变量，第一个是一个宏，其实就是填充该结构体type,addr两个字段，type一般就是I2C设备的名字，addr是该设备在I2C总线上的地址（注意，这个地址需要查看技术手册，每种设备都有不同的定义地址的规则）。platform_data  字段填充的是需要传入驱动的私有数据。下面看一下这个私有数据，继续往上翻代码，很容易找到这个结构：

static struct tsc2007_platform_data tsc2007_info = {
	.model			= 2007,
	.x_plate_ohms		= 200,
	.get_pendown_state = tsc2007_get_pendown_state,
	.init_platform_hw = tsc2007_init_platform_hw,
	.clear_penirq = tsc2007_clear_penirq,
};

model和x_plate_ohms是触摸屏自己相关的参数，get_pendown_state是获取触摸屏有没有被按下的状态指示的函数指针，这个指针指向的函数其实就是判断触摸屏芯片TSC2007的/PENIRQ引脚是高电平还是低电平。init_platform_hw是对触摸屏硬件初始化的函数指针，其实指向的就是和/PENIRQ引脚相连的CPU的gpio相关的设置函数，同样的，clear_penirq指向的就是清除该gpio中断的函数。说到这里，大家其实就应该明白了，触摸屏驱动牵扯到两方面的知识，一方面是I2C接口通信，一方面是gpio输入中断处理。再往上追，就很容易看到这三个函数的内容：

static int tsc2007_get_pendown_state(void)
{
	static int pre_val = 1;
	
	int gpio_1_val = gpio_get_value(NUC970_PE15);
	if (pre_val != gpio_1_val) {
			mdelay(20);
			gpio_1_val = gpio_get_value(NUC970_PE15);
			if (pre_val != gpio_1_val) {
				pre_val = gpio_1_val;
			}
	}

	return !pre_val;
	//return !gpio_get_value(NUC970_PE15);
}

static void tsc2007_clear_penirq(void)
{
	__raw_writel(__raw_readl(REG_GPIOE_ISR) | 0x8000, REG_GPIOE_ISR);
	//printk("clear irq for tsc2007\n");
}

static int tsc2007_init_platform_hw(void)
{
	printk("REG_GPIOE_PUEN=%x\n", __raw_readl(REG_GPIOE_PUEN));
	/* enable pull up on PE14, PE15 */
	__raw_writel(__raw_readl(REG_GPIOE_PUEN) | 0xc000, REG_GPIOE_PUEN);
	/* disable pull down on PE14, PE15 */
	__raw_writel(__raw_readl(REG_GPIOE_PDEN) & 0x3FFF, REG_GPIOE_PDEN);
	/* enable debounce on PE14, PE15 */
	__raw_writel(__raw_readl(REG_GPIOE_DBEN) | 0xc000, REG_GPIOE_DBEN);
	printk("REG_GPIOE_PUEN=%x\n", __raw_readl(REG_GPIOE_PUEN));
	gpio_request_one(NUC970_PE15, GPIOF_IN, "nuc970-ts2007");
	gpio_direction_input(NUC970_PE15);
	/* only enable fallen edge int on PE15 */
	__raw_writel(__raw_readl(REG_GPIOE_IFEN) | 0x8000, REG_GPIOE_IFEN);
	printk("gpio_to_irq(NUC970_PE15)=%d\n", gpio_to_irq(NUC970_PE15));
	return 0;
}

好了，分析到此，触摸屏注册需要的数据基本上已经全部包含了，这些数据会在内核启动时，初始化平台的设备时调用void __init nuc970_platform_init(struct platform_device **device, int size) 这个函数，在这个函数中，通过i2c_register_board_info(2, nuc970_i2c_clients2, ARRAY_SIZE(nuc970_i2c_clients2))这个函数对结构体数组nuc970_i2c_clients2中的内容进行注册，注意，这个函数的第一个参数在这里设置为2，这个参数代表的含义是i2c总线的编号，这里为什么要设置成2呢？因为nuc970平台上包含两个I2C硬件接口，咱们这里是使用内核中使用gpio模拟I2C通信时序来完成通信的，所以为了和硬件I2C接口不冲突，设置为2。

分析到这里，基本上就把触摸屏驱动相关的device的数据搞清楚了，今天就写这么多吧，拜拜！