# ADC ## 概述 ADC(Analog to Digital Converter),即模拟-数字转换器,是一种将模拟信号转换成对应数字信号的设备。在HDF框架中,ADC模块接口适配模式采用统一服务模式,这需要一个设备服务来作为ADC模块的管理器,统一处理外部访问,这会在配置文件中有所体现。统一服务模式适合于同类型设备对象较多的情况,如ADC可能同时具备十几个控制器,采用独立服务模式需要配置更多的设备节点,且服务会占据内存资源。 **图1** ADC统一服务 ![image](figures/统一服务模式结构图.png "ADC统一服务模式结构图") ## 接口说明 AdcMethod定义: ``` struct AdcMethod { int32_t (*read)(struct AdcDevice *device, uint32_t channel, uint32_t *val); int32_t (*start)(struct AdcDevice *device); int32_t (*stop)(struct AdcDevice *device); }; ``` **表1** AdcMethod结构体成员的回调函数功能说明 | 函数成员 | 入参 | 出参 | 返回值 | 功能 | | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | | read | device:结构体指针,核心层ADC控制器
channel:uint32_t,传入的通道号 | val:uint32_t指针,要传出的信号数据 | HDF_STATUS相关状态 | 读取ADC采样的信号数据 | | stop | device:结构体指针,核心层ADC控制器 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 关闭ADC设备 | | start | device:结构体指针,核心层ADC控制器 | 无 | HDF_STATUS相关状态 | 开启ADC设备 | ## 开发步骤 ADC模块适配必选的三个环节是配置属性文件,实例化驱动入口,以及实例化核心层接口函数。 1. 实例化驱动入口 - 实例化HdfDriverEntry结构体成员。 - 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。 2. 配置属性文件 - 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。 - 【可选】添加adc_config.hcs器件属性文件。 3. 实例化ADC控制器对象 - 初始化AdcDevice成员。 - 实例化AdcDevice成员AdcMethod。 > ![icon-note.gif](public_sys-resources/icon-note.gif) **说明:**
> 实例化AdcDevice成员AdcMethod,其定义和成员说明见[接口说明](#接口说明)。 4. 驱动调试 【可选】针对新增驱动程序,建议验证驱动基本功能,例如挂载后的信息反馈,信号采集的成功与否等。 ## 开发实例 接下来以adc_hi35xx.c为示例, 展示需要厂商提供哪些内容来完整实现设备功能。 1. 驱动开发首先需要实例化驱动入口。 驱动入口必须为HdfDriverEntry(在hdf_device_desc.h中定义)类型的全局变量,且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总,形成一个类似数组的段地址空间,方便上层调用。 一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数,再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时,HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。 ADC驱动入口参考: ADC控制器会出现多个设备挂接的情况,因而在HDF框架中首先会为此类型的设备创建一个管理器对象。这样,需要打开某个设备时,管理器对象会根据指定参数查找到指定设备。 ADC管理器的驱动由核心层实现,厂商不需要关注这部分内容的实现,但在实现Init函数的时候需要调用核心层的AdcDeviceAdd函数,它会实现相应功能。 ``` static struct HdfDriverEntry g_hi35xxAdcDriverEntry = { .moduleVersion = 1, .Init = Hi35xxAdcInit, .Release = Hi35xxAdcRelease, .moduleName = "hi35xx_adc_driver", //【必要且与HCS文件里面的名字匹配】 }; HDF_INIT(g_hi35xxAdcDriverEntry); // 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中 // 核心层adc_core.c管理器服务的驱动入口 struct HdfDriverEntry g_adcManagerEntry = { .moduleVersion = 1, .Init = AdcManagerInit, .Release = AdcManagerRelease, .moduleName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER",// 这与device_info文件中device0对应 }; HDF_INIT(g_adcManagerEntry); ``` 2. 完成驱动入口注册之后,下一步请在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息,并在adc_config.hcs中配置器件属性。 deviceNode信息与驱动入口注册相关,器件属性值对于厂商驱动的实现以及核心层AdcDevice相关成员的默认值或限制范围有密切关系。 统一服务模式的特点是device_info文件中第一个设备节点必须为ADC管理器,其各项参数必须如下设置: | 成员名 | 值 | | -------- | -------- | | moduleName | 固定为HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER | | serviceName | 无 | | policy | 具体配置为0,不发布服务 | | deviceMatchAttr | 没有使用,可忽略 | 从第二个节点开始配置具体ADC控制器信息,此节点并不表示某一路ADC控制器,而是代表一个资源性质设备,用于描述一类ADC控制器的信息。本例只有一个ADC设备,如有多个设备,则需要在device_info文件增加deviceNode信息,以及在adc_config文件中增加对应的器件属性。 - device_info.hcs配置参考 ``` root { device_info { platform :: host { device_adc :: device { device0 :: deviceNode { policy = 0; priority = 50; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER"; serviceName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER"; } device1 :: deviceNode { policy = 0; // 等于0,不需要发布服务。 priority = 55; // 驱动启动优先级。 permission = 0644; // 驱动创建设备节点权限。 moduleName = "hi35xx_adc_driver"; //【必要】用于指定驱动名称,需要与期望的驱动Entry中的moduleName一致。 serviceName = "HI35XX_ADC_DRIVER"; //【必要】驱动对外发布服务的名称,必须唯一。 deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_adc";//【必要】用于配置控制器私有数据,要与adc_config.hcs中对应控制器保持一致。 } // 具体的控制器信息在adc_config.hcs中。 } } } } ``` - adc_config.hcs配置参考 ``` root { platform { adc_config_hi35xx { match_attr = "hisilicon_hi35xx_adc"; template adc_device { regBasePhy = 0x120e0000;// 寄存器物理基地址 regSize = 0x34; // 寄存器位宽 deviceNum = 0; // 设备号 validChannel = 0x1; // 有效通道 dataWidth = 10; // 信号接收的数据位宽 scanMode = 1; // 扫描模式 delta = 0; // delta参数 deglitch = 0; glitchSample = 5000; rate = 20000; } device_0 :: adc_device { deviceNum = 0; validChannel = 0x2; } } } } ``` 3. 完成驱动入口注册之后,下一步就是以核心层AdcDevice对象的初始化为核心,包括初始化厂商自定义结构体(传递参数和数据),实例化AdcDevice成员AdcMethod(让用户可以通过接口来调用驱动底层函数),实现HdfDriverEntry成员函数(Bind,Init,Release)。 - 自定义结构体参考。 从驱动的角度看,自定义结构体是参数和数据的载体,而且adc_config.hcs文件中的数值会被HDF读入并通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员,其中一些重要数值也会传递给核心层AdcDevice对象,例如设备号、总线号等。 ``` struct Hi35xxAdcDevice { struct AdcDevice device; //【必要】是核心层控制对象,具体描述见下面。 volatile unsigned char *regBase;//【必要】寄存器基地址 volatile unsigned char *pinCtrlBase; uint32_t regBasePhy; //【必要】寄存器物理基地址 uint32_t regSize; //【必要】寄存器位宽 uint32_t deviceNum; //【必要】设备号 uint32_t dataWidth; //【必要】信号接收的数据位宽 uint32_t validChannel; //【必要】有效通道 uint32_t scanMode; //【必要】扫描模式 uint32_t delta; uint32_t deglitch; uint32_t glitchSample; uint32_t rate; //【必要】采样率 }; // AdcDevice是核心层控制器结构体,其中的成员在Init函数中会被赋值。 struct AdcDevice { const struct AdcMethod *ops; OsalSpinlock spin; uint32_t devNum; uint32_t chanNum; const struct AdcLockMethod *lockOps; void *priv; }; ``` - AdcDevice成员回调函数结构体AdcMethod的实例化。 AdcLockMethod回调函数结构体本例未实现,若要实例化,可参考I2C驱动开发,其他成员在Init函数中初始化。 ``` static const struct AdcMethod g_method = { .read = Hi35xxAdcRead, .stop = Hi35xxAdcStop, .start = Hi35xxAdcStart, }; ``` - Init函数参考 入参: HdfDeviceObject是整个驱动对外暴露的接口参数,具备hcs配置文件的信息。 返回值: HDF_STATUS相关状态(下表为部分展示,如需使用其他状态,可见//drivers/framework/include/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS定义)。 | 状态(值) | 问题描述 | | -------- | -------- | | HDF_ERR_INVALID_OBJECT | 控制器对象非法 | | HDF_ERR_INVALID_PARAM | 参数非法 | | HDF_ERR_MALLOC_FAIL | 内存分配失败 | | HDF_ERR_IO | I/O错误 | | HDF_SUCCESS | 传输成功 | | HDF_FAILURE | 传输失败 | 函数说明: 初始化自定义结构体对象,初始化AdcDevice成员,并调用核心层AdcDeviceAdd函数。 ``` static int32_t Hi35xxAdcInit(struct HdfDeviceObject *device) { int32_t ret; struct DeviceResourceNode *childNode = NULL; ... // 遍历、解析adc_config.hcs中的所有配置节点,并分别调用Hi35xxAdcParseInit函数来初始化device。 DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) { ret = Hi35xxAdcParseInit(device, childNode);// 函数定义见下 ... } return ret; } static int32_t Hi35xxAdcParseInit(struct HdfDeviceObject *device, struct DeviceResourceNode *node) { int32_t ret; struct Hi35xxAdcDevice *hi35xx = NULL; //【必要】自定义结构体对象 (void)device; hi35xx = (struct Hi35xxAdcDevice *)OsalMemCalloc(sizeof(*hi35xx)); //【必要】内存分配 ... ret = Hi35xxAdcReadDrs(hi35xx, node); //【必要】将adc_config文件的默认值填充到结构体中 ... hi35xx->regBase = OsalIoRemap(hi35xx->regBasePhy, hi35xx->regSize);//【必要】地址映射 ... hi35xx->pinCtrlBase = OsalIoRemap(HI35XX_ADC_IO_CONFIG_BASE, HI35XX_ADC_IO_CONFIG_SIZE); ... Hi35xxAdcDeviceInit(hi35xx); //【必要】ADC设备的初始化 hi35xx->device.priv = (void *)node; //【必要】存储设备属性 hi35xx->device.devNum = hi35xx->deviceNum;//【必要】初始化AdcDevice成员 hi35xx->device.ops = &g_method; //【必要】AdcMethod的实例化对象的挂载 ret = AdcDeviceAdd(&hi35xx->device); //【必要且重要】调用此函数填充核心层结构体,返回成功信号后驱动才完全接入平台核心层 ... return HDF_SUCCESS; __ERR__: if (hi35xx != NULL) { // 不成功的话,需要反向执行初始化相关函数 if (hi35xx->regBase != NULL) { OsalIoUnmap((void *)hi35xx->regBase); hi35xx->regBase = NULL; } AdcDeviceRemove(&hi35xx->device); OsalMemFree(hi35xx); } return ret; } ``` - Release函数参考 入参: HdfDeviceObject是整个驱动对外暴露的接口参数,具备hcs配置文件的信息。 返回值: 无。 函数说明: 释放内存和删除控制器,该函数需要在驱动入口结构体中赋值给Release接口,当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时,可以调用Release释放驱动资源。 > ![icon-note.gif](public_sys-resources/icon-note.gif) **说明:**
> 所有强制转换获取相应对象的操作的前提是在Init函数中具备对应赋值的操作。 ``` static void Hi35xxAdcRelease(struct HdfDeviceObject *device) { const struct DeviceResourceNode *childNode = NULL; ... // 遍历、解析adc_config.hcs中的所有配置节点,并分别进行Release操作。 DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) { Hi35xxAdcRemoveByNode(childNode);// 函数定义见下 } } static void Hi35xxAdcRemoveByNode(const struct DeviceResourceNode *node) { int32_t ret; int32_t deviceNum; struct AdcDevice *device = NULL; struct Hi35xxAdcDevice *hi35xx = NULL; struct DeviceResourceIface *drsOps = NULL; drsOps = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE); ... ret = drsOps->GetUint32(node, "deviceNum", (uint32_t *)&deviceNum, 0); ... // 可以调用AdcDeviceGet函数通过设备的deviceNum获取AdcDevice对象,以及调用AdcDeviceRemove函数来释放AdcDevice对象的内容。 device = AdcDeviceGet(deviceNum); if (device != NULL && device->priv == node) { AdcDevicePut(device); AdcDeviceRemove(device); //【必要】主要是从管理器驱动那边移除AdcDevice对象 hi35xx = (struct Hi35xxAdcDevice *)device;//【必要】通过强制转换获取自定义的对象并进行Release操作 OsalIoUnmap((void *)hi35xx->regBase); OsalMemFree(hi35xx); } return ```