RK3588-UART
前言
一. 功能特點
Rockchip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 基于16550A串口標準，完整模塊支持以下功能：
- 支持5、6、7、8 bits數據位。
- 支持1、1.5、2 bits停止位。
- 支持奇校驗和偶校驗，不支持mark校驗和space校驗。
- 支持接收FIFO和發送FIFO，一般為32字節或者64字節。
- 支持最高4M波特率，實際支持波特率需要芯片時鐘分頻策略配合。
- 支持中斷傳輸模式和DMA傳輸模式。 支持硬件自動流控，RTS+CTS。
二、代碼位置
在Linux kernel 中，使用8250串口通用驅動，以下為主要驅動文件：
drivers/tty/serial/8250/8250_core.c # 8250串口驅動核心
drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c # Synopsis DesignWare 8250串口驅動
drivers/tty/serial/8250/8250_dma.c # 8250串口DMA驅動
drivers/tty/serial/8250/8250_port.c # 8250串口端口操作
drivers/tty/serial/8250/8250_early.c # 8250串口early console驅動
SDK中提供的UART默認配置已經使用了8250驅動我們就不需要修改
三、硬件原理圖
串口功能的硬件上比較簡單，這是只附上調試串口的原理圖
四、設備樹配置
rk平臺的設備樹修改路徑都是在kernel\\arch\\arm64\\boot\\dts\\rockchip下面，具體哪個文件根據對應開發板來決定，通常描述設備硬件配置在rkxxxx.dtsi中，比如在rk3588s.dtsi中：
uart2: serial@feb50000 {
compatible = "rockchip,rk3588-uart", "snps,dw-apb-uart";
reg = < 0x0 0xfeb50000 0x0 0x100 >;
interrupts = < GIC_SPI 333 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH >;
clocks = < &cru SCLK_UART2 >, < &cru PCLK_UART2 >;
clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
reg-shift = < 2 >;
reg-io-width = < 4 >;
dmas = < &dmac0 10 >, < &dmac0 11 >;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = < &uart2m1_xfer >;
status = "disabled";
};
4.1作為普通串口
假入我們想使用w3開發板上40PIN上的uart7
我們在dts可以使用如下配置打開
&uart7 {
status = "okay";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = < &uart7m1_xfer >;
};
4.2作為調試串口
Rockchip UART作為控制臺，使用fiq_debugger流程。
在dts中fiq_debugger節點配置如下。由于fiq_debugger和普通串口互斥，在使能fiq_debugger節點后必須禁用對應的普通串口uart節點。
chosen: chosen {
bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfe660000 console=ttyFIQ0";
};
fiq-debugger {
compatible = "rockchip,fiq-debugger";
rockchip,serial-id = < 2 >;
rockchip,wake-irq = < 0 >;
/* If enable uart uses irq instead of fiq */
rockchip,irq-mode-enable = < 1 >;
rockchip,baudrate = < 1500000 >; /* Only 115200 and 1500000 */
interrupts = < GIC_SPI 252 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW >;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = < &uart2m0_xfer >;
status = "okay";
};
&uart2 {
status = "disabled";
};
- rockchip,serial-id：使用的UART編號。修改serial-id到不同UART，fiq_debugger設備也會注冊成
- ttyFIQ0設備。 rockchip,irq-mode-enable：配置為1使用irq中斷，配置為0使用fiq中斷。
- interrupts：配置的輔助中斷，保持默認即可。
- pinctrl-0：使用的串口引腳
- rockchip,baudrate：波特率配置
五、串口相關問題
5.1設備注冊
普通串口設備將會根據dts中的aliase來對串口進行編號，對應注冊成ttySx設備。注冊的節點為/dev/ttyS4，命名規則是通過dts中的aliases來的。
aliases {
serial0 = &uart0;
serial1 = &uart1;
serial2 = &uart2;
serial3 = &uart3;
}
對應uart0注冊為ttyS0，uart0注冊為ttyS1，如果需要把uart3注冊成ttyS1，可以進行以下修改
serial1 = &uart3;
serial3 = &uart1;
5.2控制臺打印相關
Rockchip UART打印通常包括DDR階段、Miniloader階段、TF-A (Trusted Firmware-A)階段、OP-TEE階段、Uboot階段和Kernel階段，我們平時主要關注的是uboot階段和kernel階段的打印，在這兩個階段我們可以嘗試關閉所有打印或切換所有打印到其他UART，RK平臺默認的調試串口是uart2_m0這一組引腳，假如現在我將打印換成其他串口，可以嘗試以下做法。
5.2.1DDR Loader修改方法
DDR Loader中關閉或切換打印，需要修改DDR Loader中的UART打印配置，修改文件rkbin/tools/ddrbin_param.txt中的以下參數：
uart id= # UART控制器id，配置為0xf為關閉打印
uart iomux= # 復用的IOMUX引腳 uart
baudrate= # 115200 or 1500000
修改完成后，使用以下命令重新生成ddr.bin固件。
./ddrbin_tool ddrbin_param.txt rk3588_ddr_lp4_2112MHz_lp5_2736MHz_v1.09.bin
5.2.2Uboot修改方法
Uboot中關閉打印，需要在menuconfig中，打開配CONFIG_DISABLE_CONSOLE，保存到.config文件
Uboot中切換打印，由傳參機制決定，不需要進行額外修改。uboot解析傳參機制相關代碼在arch/arm/mach-rockchip/board.c的board_init_f_init_serial()函數中。
5.2.3kernel修改方法
去掉打印需要在menuconfig中，關閉配置CONFIG_SERIAL_8250_CONSOLE。
Device Drivers --->
Character devices --->
Serial drivers --->
[ ]Console on 8250/16550 and compatible serial port
在dts配置中找到類似以下內容，并去掉UART基地址和console相關配置參數
chosen: chosen {
bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfeb50000 console=ttyFIQ0 irqchip.gicv3_pseudo_nmi=0 root=PARTUUID=614e0000-0000 rw rootwait";
};
將0xfeb50000 console=ttyFIQ0 去掉，然后找到fiq-debugger節點，修改serial-id為0xffffffff，去掉UART引腳復用相關配置。注意，需要保持fiqdebugger節點使能，保持fiq-debugger流程系統才能正常啟動
fiq_debugger: fiq-debugger {
compatible = "rockchip,fiq-debugger";
rockchip,serial-id = < 0xffffffff >;
rockchip,wake-irq = < 0 >;
/* If enable uart uses irq instead of fiq */
rockchip,irq-mode-enable = < 1 >;
rockchip,baudrate = < 1500000 >; /* Only 115200 and 1500000 */
interrupts = < GIC_SPI 423 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW >;
status = "okay";
};
切換打印串口例如將Kernel打印從UART2切換到UART3，在dts配置中找到類似以下內容，將UART基地址由UART2改為UART3.
bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfe670000 console=ttyFIQ0";
0xfe670000是UART3基地址，然后找到fiq-debugger節點，修改serial-id為3，修改UART3引腳復用配置pinctrl-0 = <&uart3m0_xfer>。注意，同時需要將切換為打印串口的UART3作為普通串口的節點禁用。
六、串口測試
在開發板上跑一套應用程序，可以發送數據，可以接收數據，測試方法可以短接TX_RX
#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#include < errno.h >
#include < unistd.h >
#include < fcntl.h >
#include < string.h >
#include < termio.h >
#include < time.h >
#include < pthread.h >
int read_data(int fd, void *buf, int len);
int write_data(int fd, void *buf, int len);
int setup_port(int fd, int baud, int databits, int parity, int stopbits);
void print_usage(char *program_name);
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t data_ready = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int data_available = 0;
void *read_thread(void *arg) {
int fd = *(int *)arg;
char buffer[1024]; // 存儲讀取的數據
while (1) {
int bytes_read = read_data(fd, buffer, sizeof(buffer));
if (bytes_read > 0) {
printf("Read Thread: Read %d bytes: %s\\n", bytes_read, buffer);
} else {
// 處理讀取錯誤或設備關閉的情況
break;
}
}
pthread_exit(NULL);
}
void *write_thread(void *arg) {
int fd = *(int *)arg;
char input[1024]; // 存儲用戶輸入的數據
while (1) {
printf("Enter data to write (or 'q' to quit): ");
fgets(input, sizeof(input), stdin);
if (strcmp(input, "q\\n") == 0 || strcmp(input, "Q\\n") == 0) {
// 用戶輸入 'q' 或 'Q'，退出循環
break;
}
int len = strlen(input);
int bytes_written = write_data(fd, input, len);
if (bytes_written > 0) {
printf("Write Thread: Wrote %d bytes: %s\\n", bytes_written, input);
}
}
pthread_exit(NULL);
}
int main(