分类： LINUX
2010-04-07 10:37:46
如果你不知道实时时钟是什么，那这篇文章你必须要仔细看了！（概念的东西我尽量详细的讲，如果还有不清楚的地方请参考专业书籍）
中的时钟可分为系统时钟和硬件时钟两种。硬件时钟可以依赖于持续电源（通常是钮扣电池）持续累计时间，而系统时间会再系统调电之后重置，所以一般linux系统再开始时会做一个系统时钟于硬件时钟同步的动作（hwclodk -w）,这个我们在后面再详细解释！所谓的实时时钟简单理解起来，就是一个设备掉电（poweroff）之后的系统时钟维持模块。
好了现在我们解释清楚了实时时钟到底是个什么东西！就不难猜测这个出现的问题是什么。
首先，我们不能不承认intel给我们带来了性能优良的处理器。各位注意，我们可不是在讨论如何攒机，我们是做嵌入式系统的把PC暂时放在一边。在嵌入式领域intel 提供给我们了xscal体系的处理器芯片也是相当不错的，现在有很多嵌入式的芯片提供内置的RTC，但是事实上并非真正的实时时钟，像手里的这款pxa270，系统调电之后RTC也同样调电重置，要她何用！
好了现在我们明确问题是什么了？如何解决呢，内置的不行我们就只能用外置的，介绍几款不错的RTC芯片给大家！
Rtc8564 ds1340 m41t00
该芯片只有8个引脚，总线设备，软件时钟校准功能，包含7个数据寄存器和1个控制寄存器。列位看到这里可能觉得枯燥，但是我当时看到她只有八个寄存器时，我真的爱死她了！
从图中我们可以看到，这个芯片的时间量程！只有100年，此时你就必须考虑时间基数问题，这是后话。
总线设备的硬件连接简直是再简单不过了，就像用软件来读写设备一样的简单，我们不得不佩服那些总线通讯协议的设计者，他们今天收益，而我们受益！
总之一句话，m41t00这个芯片已经挂在系统的总线上了！
有些人总是心急的不的了，现在就开始编写驱动怎么样，当然可以。但是，我像用最简单的方法测试一下我们的这个八脚的小家伙！我假设你的总线驱动已经加载，否则你可以跳过这一步，或者先晚上你的系统总线驱动（那是另外一个浩瀚的工程，嘿嘿，穿别人的鞋，走自己的路，让他找去吧！）。
以下内容为软件部分，绝非全部由本人原创，如有雷同，并非巧合；但决不虚构；因为应用原理都是一样的！
既然是应用程序无非就是read,write。是的如果没有算法加进来的话，就是这样的，更何况这是一个测试程序！
首先介绍一个系统总线（设备）给大家，如果有人接受不了这个概念可以先把它了解清楚再继续阅读，如果觉得自己还可以忍受一会儿的话，我们在后面的总线中给大家详细解释。
[root@Intel rtc]# ll /dev/i2c-0
这个目录就是我们的总线设备（它对应我们的总线适配器），你可以把它简单的理解为总线，我们后面的操作其实就是对总线的读和写。
fd = open(I2C_DEV, O_RDWR);// I2C_DEV /dev/i2c-0
printf("####i2c test device open failed####\n");
return (-1);
res = ioctl(fd,I2C_TENBIT,0); //not 10bit
res = ioctl(fd,I2C_SLAVE,CHIP_ADDR); //设置从设备地址[6:0]
上面是打开该设备的源码，并进行了相关的设置，这里需要了解一点总线的知识，简单的给大家提两句，是工作在主从模式下的，也就是说不关是读还是写都是由工作在主模式下的设备发起的。主设备在发送的命令中包含从设备的地址，也就是上面的CHIP_ADDR，这个地址是由phips公司提供给生产设备芯片的厂商的。我们这个芯片的地址是。
打开该设备之后我们对他进行读写，这里还需要了解一点总线的知识，关于读写的时序！
在写从设备寄存器的时候，先发送的是从设备的地址，然后是要写入的寄存器的偏移地址，最后是数据，当然你可以写一个寄存器或者多个，只要给出基址就可以了；在读从设备的时候稍微复杂一点点，先要写入要读写的从设备的寄存器偏移量，然后在再读取数据！
这里有一个细节大家一定要注意，读写是由控制位决定的，由从设备地址（7位）加上1位读写控制位，组成了一个字节！
有了上面的这些介绍我们就不难理解下面的这两个读写函数：
static int read_HWclock(int fd, char buff[], int addr, int count)
{
if(write(fd,&addr,1)!=1) //写地址失败
res=read(fd,buff,count);
printf("read %d byte at 0x%x\n", res, addr);
}
static int write_HWclock(int fd, char buff[], int addr, int count)
{
static char sendbuffer[PAGE_SIZE+1];
memcpy(sendbuffer+1, buff, count);
for(n=0; n printf("0x%x, ", sendbuffer[n]); res=write(fd,sendbuffer,count+1); printf("write %d byte at 0x%x\n", res, addr); }
[root@Intel rtc]#./readrtc
[root@Intel rtc]#
这个测试结果显然是令人满意了，现在大可放心，这个八只脚的笑臭虫，还是很听话的！
测试结束之后，我们就可以沐浴更衣，去探讨总线驱动的问题，他是如此之复杂，以至于我们不得不静下心来，仔细的研究他的实现！
总线仅仅使用SCL、SDA两根信号线就实现了设备之间的数据交互，极大地简化对硬件资源和PCB板布线空间的占用。因此，总线被非常广泛地应用在EEPROM、实时钟、小型LCD等设备与CPU的接口中。
Linux定义了系统的驱动体系结构，在Linux系统中，驱动由3部分组成，即核心、总线驱动和设备驱动。
下面我们大致介绍一下这三部分组成以及相互联系：
核心提供了总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，通信方法（即“algorithm”）上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。
总线驱动
总线驱动是对硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至直接集成在CPU内部。总线驱动主要包含了适配器数据结构、适配器的algorithm数据结构和控制适配器产生通信信号的函数。
经由总线驱动的代码，我们可以控制适配器以主控方式产生开始位、停止位、读写周期，以及以从设备方式被读写、产生ACK等。
设备驱动
设备驱动是对硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的适配器上，通过适配器与CPU交换数据。设备驱动主要包含了数据结构和，我们需要根据具体设备实现其中的成员函数。
说了上面这些东西，大家应该都比较了解了，只是比较抽象，其实理解了这个层次结构和相互之间的联系，就不难读懂代码.我们看一下PC上的设备，加深一下印象。
在Linux 2.6内核中，所有的设备都被在sysfs文件系统中显示，存在于目录，以适配器地址和芯片地址的形式列出，如：
$ tree /sys/bus/i2c/
/sys/bus/i2c/
|-- devices
| |-- 0-0048 -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-0048
| |-- 0-0049 -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-0049
| |-- 0-004a -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004a
| |-- 0-004b -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004b
| |-- 0-004c -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004c
| |-- 0-004d -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004d
| |-- 0-004e -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004e
| `-- 0-004f -> ../../../devices/legacy/i2c-0/0-004f
`-- drivers
|-- i2c_adapter
`-- lm75
|-- 0-0048 -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-0048
|-- 0-0049 -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-0049
|-- 0-004a -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004a
|-- 0-004b -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004b
|-- 0-004c -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004c
|-- 0-004d -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004d
|-- 0-004e -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004e
`-- 0-004f -> ../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004f
今天看到自己以前的帖子没有沉下去，很是欢心鼓舞，索性再拿点东西跟大家分享，看完帖子之后一定要顶呀！呵呵
