rk3568 uart介绍及快速上手教程

目录

一、调试环境

二、 rk3568 uart控制器

1. 特性：

2. UART控制器架构

3. 控制器驱动

4. 设备树：

5. 使用硬件自动流控

6. 使用串口唤醒系统

三、 移植

1. 修改设备树

2. 引脚复用问题：uart6与gmac0冲突

3. 通过寄存器，查看引脚复用配置情况

四、测试

1. 移植ts_uart.uart

2. ts_uart.uart实用

五、编写自己的测试程序

一、调试环境

平台：rk3568 kernel: 4.19.232 SDK: rk_android11.0_sdk Board: rk3568-evb1-ddr4-v10

二、 rk3568 uart控制器

1. 特性：

rk3568 UART控制器特性如下：

- UART控制器通道：UART0~UART8    【datasheet好像写的有问题】
- 包含2组64字节的 FIFO，用于接收和传输  
- 支持流控
- 支持速率 115.2Kbps, 460.8Kbps, 921.6Kbps, 1.5Mbps, 3Mbps, 4Mbps
- 支持5、6、7、8 bits数据位。
- 支持1、1.5、2 bits停止位。
- 支持奇校验和偶校验。
- 支持基于中断/DMA 模式

2. UART控制器架构

1. APB INTERFACE 处理器通过APB接口访问UART的数据，做控制，以及状态信息。 UART支持8、16和32位的APB数据总线宽度。
2. Register block 负责UART的主要功能，包括控制、状态和中断产生。
3. Modem Synchronization block 同步modem输入信号.
4. FIFO block 负责FIFO控制和存储或向发送信号以控制外部RAM。
5. Baud Clock Generator 收发比特率设置。
6. Serial Transmitter 数据发送模块。
7. Serial Receiver 数据接收模块。

3. 控制器驱动

瑞芯微提供sdk中已经提供了8250uart驱动。

以下为主要驱动文件：

drivers/tty/serial/8250/8250_core.c     # 8250串口驱动核心
drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c       # Synopsis DesignWare 8250串口驱动
drivers/tty/serial/8250/8250_dma.c     # 8250串口DMA驱动
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驱动

4. 设备树：

普通串口设备将会根据dts中的aliase来对串口进行编号，对应注册成ttySx设备。 dts中的aliases如下：

 aliases {
serial0 = &uart0;
serial1 = &uart1;
serial2 = &uart2;
serial3 = &uart3;
......

@kernel\arch\arm64\boot\dts\rockchip\rk3568.dtsi

 uart6: serial@fe6a0000 {
  compatible = "rockchip,rk3568-uart", "snps,dw-apb-uart";
  reg = <0x0 0xfe6a0000 0x0 0x100>;
  interrupts = <GIC_SPI 122 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
  clocks = <&cru SCLK_UART6>, <&cru PCLK_UART6>;
  clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
  reg-shift = <2>;
  reg-io-width = <4>;
  dmas = <&dmac0 12>, <&dmac0 13>;
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&uart6m0_xfer>;
  status = "disabled";
 };

UART的板级dts配置只有以下参数允许修改：

• dma-names： "tx" 打开tx dma "rx" 打开rx dma "!tx" 关闭tx dma "!rx" 关闭rx dma
• pinctrl-0： &uart1m0_xfer 配置tx和rx引脚为iomux group 0 &uart1m1_xfer 配置tx和rx引脚为iomux group 1 &uart1m0_ctsn和&uart1m0_rtsn 配置硬件自动流控cts和rts引脚为iomux group 0 &uart1m1_ctsn和&uart1m1_rtsn 配置硬件自动流控cts和rts引脚为iomux group 1
• status： "okay" 打开 "disabled" 关闭

引脚说明在下面定义： 以UART6为例：

@kernel\arch\arm64\boot\dts\rockchip\rk3568-pinctrl.dtsi

 uart6 {
  /omit-if-no-ref/
  uart6m0_xfer: uart6m0-xfer {
   rockchip,pins =
    /* uart6_rxm0 */
    <2 RK_PA3 3 &pcfg_pull_up>,
    /* uart6_txm0 */
    <2 RK_PA4 3 &pcfg_pull_up>;
  };

  /omit-if-no-ref/
  uart6m0_ctsn: uart6m0-ctsn {
   rockchip,pins =
    /* uart6m0_ctsn */
    <2 RK_PC0 3 &pcfg_pull_none>;
  };

  /omit-if-no-ref/
  uart6m0_rtsn: uart6m0-rtsn {
   rockchip,pins =
    /* uart6m0_rtsn */
    <2 RK_PB7 3 &pcfg_pull_none>;
  };

  /omit-if-no-ref/
  uart6m1_xfer: uart6m1-xfer {
   rockchip,pins =
    /* uart6_rxm1 */
    <1 RK_PD6 3 &pcfg_pull_up>,
    /* uart6_txm1 */
    <1 RK_PD5 3 &pcfg_pull_up>;
  };
 };

5. 使用硬件自动流控

UART使用硬件自动流控时，需要确保UART驱动使能硬件自动流控功能，且在dts中已经切换cts和rts流控引脚的iomux。

建议在高波特率（1.5M波特率及以上）、大数据量的场景下都使用硬件自动流控，即使用四线UART。

6. 使用串口唤醒系统

串口唤醒系统功能是在系统待机时串口保持打开，并且把串口中断设置为唤醒源。使用时需要在dts中增 加以下参数：

 &uart1 {
  wakeup-source;
 }；

注意，串口唤醒系统需要同时修改trust固件，请联系Rockchip以获取支持。

三、 移植

1. 修改设备树

sdk中UART默认并没有打开，所以我们只需要修改设备树就可以了。

下面以uart6为例，带流控：

/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi

&uart6{
       status = "okay";
       pinctrl-names = "default";
       pinctrl-0 = <&uart6m1_xfer >;
};

注意:

引脚选择有两种配置: m0、m1；编写设备树之前，查看电路图先确认，公板是m1。只有m0支持流控，如果需要支持设置 pinctrl-0： pinctrl-0 = <&uart6m0_xfer &uart6m0_ctsn &uart6m0_rtsn>;

重新编译烧录boot.img即可。

查看设备文件

rk3568_r:/ # ls /dev/ttyS*
/dev/ttyS6  /dev/ttyS8

其中ttyS8是给蓝牙使用。

2. 引脚复用问题：uart6与gmac0冲突

uart6引脚与以太网口Gmac0会有冲突：

@kernel\arch\arm64\boot\dts\rockchip\rk3568-pinctrl.dtsi

 gmac0 {
  /omit-if-no-ref/
  gmac0_miim: gmac0-miim {
   rockchip,pins =
    /* gmac0_mdc */
    <2 RK_PC3 2 &pcfg_pull_none>,
    /* gmac0_mdio */
    <2 RK_PC4 2 &pcfg_pull_none>;
  };

  …………………………


  /omit-if-no-ref/
  gmac0_rgmii_bus: gmac0-rgmii-bus {
   rockchip,pins =
    /* gmac0_rxd2 */
    <2 RK_PA3 2 &pcfg_pull_none>,
    /* gmac0_rxd3 */
    <2 RK_PA4 2 &pcfg_pull_none>,
    /* gmac0_txd2 */
    <2 RK_PA6 2 &pcfg_pull_none_drv_level_2>,
    /* gmac0_txd3 */
    <2 RK_PA7 2 &pcfg_pull_none_drv_level_2>;
  };
 };

只需要禁用gmac0即可

/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi

&gmac0 {
 ………………
 phy-handle = <&rgmii_phy0>;
 status = "disable";
};

3. 通过寄存器，查看引脚复用配置情况

uart6使用到的引脚如下：

1） GRF_GPIO1D_IOMUX_H

Address: Operational Base + offset (0x001C)

2） GRF_GPIO2A_IOMUX_L

Address: Operational Base + offset (0x0020)

3） GRF_GPIO2A_IOMUX_H

Address: Operational Base + offset (0x0024)

4） GRF_GPIO2B_IOMUX_H

Address: Operational Base + offset (0x002C)

5） GRF_GPIO2C_IOMUX_L

Address: Operational Base + offset (0x0030)

uart6寄存器配置对应位位置如下图所示：

我们只设置m1引脚为uart6的收发引脚，m0引脚未设置

所以只有寄存器 0xFDC60000+0x1c 的  bit[11:4]为 33

四、测试

公板预留了UART2~UART7的接口(4根线)，

一口君不会焊接线，所以直接找的硬件工程师把线连好，

我只负责测试。

板子上的测试程序，瑞芯微官方已经提供了： ts_uart.uart

该工具获取，见文章底部。

1. 移植ts_uart.uart

adb root
adb remount
adb push ts_uart.uart /bin
adb push send_0x55 /bin
adb push send_00_ff /bin

2. ts_uart.uart实用

1） 查看ts_uart.uart帮助信息：

rk3568_r:/ # ts_uart.uart

 Use the following format to run the HS-UART TEST PROGRAM
 ts_uart v1.1
 For sending data:
 ./ts_uart <tx_rx(s/r)> <file_name> <baudrate> <flow_control(0/1)> <max_delay(0-100)> <random_size(0/1)>
 tx_rx : send data from file (s) or receive data (r) to put in file
 file_name : file name to send data from or place data in
 baudrate : baud rate used for TX/RX
 flow_control : enables (1) or disables (0) Hardware flow control using RTS/CTS lines
 max_delay : defines delay in seconds between each data burst when sending. Choose 0 for continuous stream.
 random_size : enables (1) or disables (0) random size data bursts when sending. Choose 0 for max size.
 max_delay and random_size are useful for sleep/wakeup over UART testing. ONLY meaningful when sending data
 Examples:
 Sending data (no delays)
 ts_uart s init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0
 loop back mode:
 ts_uart m init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0
 receive, data must be 0x55
 ts_uart r init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0

2） 非流控read:

ts_uart.uart r init.rc 115200 0 0 0  /dev/ttyS6

3） 流控read：

ts_uart.uart r init.rc 115200 1 0 0  /dev/ttyS6

4） 非流控write:

ts_uart.uart s /data/send_0x55.0x55 115200 0 0 0 /dev/ttyS6

5） 流控write:

ts_uart.uart s /data/send_0x55.0x55 115200 1 0 0 /dev/ttyS6

五、编写自己的测试程序

下面是一口君自己编写的测试程序，可以实现简单的数据收发

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<termios.h>
#include<string.h>

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
 struct termios newtio,oldtio;
 if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) 
 {
  perror("SetupSerial 1");
  return -1;
 }
 bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
 newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
 newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

 switch( nBits )
 {
 case 7:
  newtio.c_cflag |= CS7;
  break;
 case 8:
  newtio.c_cflag |= CS8;
  break;
 }

 switch( nEvent )
 {
 case 'O':
  newtio.c_cflag |= PARENB;
  newtio.c_cflag |= PARODD;
  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
  break;
 case 'E': 
  newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
  newtio.c_cflag |= PARENB;
  newtio.c_cflag &= ~PARODD;
  break;
 case 'N':  
  newtio.c_cflag &= ~PARENB;
  break;
 }

 switch( nSpeed )
 {
 case 2400:
  cfsetispeed(&newtio, B2400);
  cfsetospeed(&newtio, B2400);
  break;
 case 4800:
  cfsetispeed(&newtio, B4800);
  cfsetospeed(&newtio, B4800);
  break;
 case 9600:
  cfsetispeed(&newtio, B9600);
  cfsetospeed(&newtio, B9600);
  break;
 case 115200:
  cfsetispeed(&newtio, B115200);
  cfsetospeed(&newtio, B115200);
  break;
 case 460800:
  cfsetispeed(&newtio, B460800);
  cfsetospeed(&newtio, B460800);
  break;
 default:
  cfsetispeed(&newtio, B9600);
  cfsetospeed(&newtio, B9600);
  break;
 }
 if( nStop == 1 )
  newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
 else if ( nStop == 2 )
  newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
 newtio.c_cc[VTIME]  = 0;
 newtio.c_cc[VMIN] = 0;
 tcflush(fd,TCIFLUSH);
 if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
 {
  perror("com set error");
  return -1;
 }
// printf("set done!\n\r");
 return 0;
}

int main(void)
{
 int fd1;
 char  data[10] = "yikoupeng";
 char buf[100]={0};

 fd1 = open( "/dev/ttyS6", O_RDWR);
 if (fd1 == -1)
  exit(1);

 nset = set_opt(fd1, 115200, 8, 'N', 1);
 if (nset == -1)
 {
  exit(1); 
 }
    printf("write start!\n"); 
 write(fd1,data,strlen(data)); 
    read(fd1,buf,sizeof(buf));
    printf("rcv:%s\n",buf);
 close(fd1);
 return 0;