現(xiàn)代工業(yè)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)中，高效、可靠、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸是構(gòu)建高性能嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵。瑞芯微RK3506芯片平臺(tái)集成的硬件級(jí)FlexBus并行總線，為實(shí)現(xiàn)多通道、高采樣率的應(yīng)用提供解決方案。

本文基于觸覺智能的RK3506核心板/開發(fā)板，介紹FlexBus總線的技術(shù)架構(gòu)、設(shè)備樹配置、驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試方法，為嵌入式開發(fā)者提供從理論到實(shí)戰(zhàn)的一站式指南。

FlexBus簡(jiǎn)介

FlexBus是一種高速、并行、可配置的外部總線接口，主要用于芯片與外部設(shè)備之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交互，是嵌入式 / 工業(yè)控制里非常關(guān)鍵的通信接口。

• FlexBus與RK3506技術(shù)特性

瑞芯微RK3506定位高性能工業(yè)控制與數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域設(shè)計(jì)的專用SoC，具備以下核心特性：

• 異構(gòu)多核架構(gòu)
• 3核Cortex-A7核與Cortex-M0實(shí)時(shí)協(xié)處理器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)任務(wù)分離與實(shí)時(shí)響應(yīng)。
• 集成高速FlexBus 總線
• 支持并行數(shù)據(jù)傳輸，適用于多通道同步采集。
• 雙系統(tǒng)協(xié)同架構(gòu)
• 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用處理的硬件隔離。
• 工業(yè)級(jí)可靠性
• 工作溫度范圍?40℃～85℃，支持強(qiáng)抗干擾設(shè)計(jì)與電磁兼容性優(yōu)化。
• 豐富外設(shè)接口
• SPI、I2C、UART、PWM等，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。

觸覺智能-瑞芯微硬件方案商，提供RK3506核心板、開發(fā)板/主板硬件解決方案。

• FlexBus技術(shù)優(yōu)勢(shì)

FlexBus技術(shù)優(yōu)勢(shì)可總結(jié)為以下4點(diǎn)：

• 確定性實(shí)時(shí)傳輸
• （1）硬件級(jí)并行傳輸，消除軟件協(xié)議棧延遲。
• （2）專用 DMA 通道，實(shí)現(xiàn)零拷貝數(shù)據(jù)傳輸。
• （3）中斷響應(yīng)時(shí)間<1μs（微秒），滿足高速控制與采集需求。
• 數(shù)據(jù)完整性保障
• （1）內(nèi)置硬件校驗(yàn)機(jī)制（如 CRC）。
• （2）支持自動(dòng)錯(cuò)誤檢測(cè)與數(shù)據(jù)重傳。
• （3）數(shù)據(jù)同步與時(shí)間戳對(duì)齊，確保時(shí)序一致性。
• 系統(tǒng)可擴(kuò)展性
• （1）支持多設(shè)備級(jí)聯(lián)，靈活擴(kuò)展采集通道。
• （2）可配置的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)傳輸速率。
• （3）標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備樹接口，便于驅(qū)動(dòng)開發(fā)與集成。
• 工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性
• 寬溫工作范圍+強(qiáng)抗干擾設(shè)計(jì)，通過 EMI/EMC測(cè)試，適應(yīng)惡劣環(huán)境。支持長(zhǎng)距離傳輸與信號(hào)完整性保持。
• FlexBus實(shí)現(xiàn)的框圖

FlexBus構(gòu)成了系統(tǒng)內(nèi)部的高速數(shù)據(jù)通道，連接Cortex-M0協(xié)處理器與外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備（如 AD7616），實(shí)現(xiàn)低延遲、高吞吐量的并行數(shù)據(jù)傳輸。

• 典型應(yīng)用場(chǎng)景

瑞芯微RK3506平臺(tái)集成的硬件級(jí)FlexBus并行總線，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程監(jiān)控、科學(xué)儀器測(cè)量、自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)及醫(yī)療設(shè)備監(jiān)測(cè)等多種高性能實(shí)時(shí)場(chǎng)景。

FlexBus 數(shù)據(jù)采集模式使用教程

• 內(nèi)核配置與設(shè)備樹修改

根據(jù)觸覺智能RK3506網(wǎng)盤下的SDK，修改多個(gè)配置。

（1）引腳配置rk3506-pinctrl.dtsi

目錄kernel/arch/arm/boot/dts/rk3506-pinctrl.dtsi，修改內(nèi)容如下：

@@ -358,13 +358,13 @@ flexbus0_clk_pins: flexbus0-clk-pins { flexbus0_d0_pins: flexbus0-d0-pins { rockchip,pins = /* flexbus0_d0 */ - <1 RK_PD3 3 &pcfg_pull_none>; + <1 RK_PD3 3 &pcfg_pull_up>; }; /omit-if-no-ref/ flexbus0_d1_pins: flexbus0-d1-pins { rockchip,pins = /* flexbus0_d1 */ - <1 RK_PD2 3 &pcfg_pull_none>; + <1 RK_PD2 3 &pcfg_pull_up>; }; /omit-if-no-ref/ flexbus0_d2_pins: flexbus0-d2-pins {

（2）FlexBus控制器節(jié)點(diǎn)配置rk3502.dtsi

目錄arch/arm/boot/dts/rk3502.dtsi，修改內(nèi)容如下：

@@ -1237,6 +1237,12 @@ flexbus: flexbus@ff880000 { rockchip,grf = <&grf>; status = "disabled"; + flexbus_ad7616_par_hw: ad7616 { + compatible = "rockchip,flexbus-ad7616-par-hw"; + #io -channel-cells = <0>; + status = "disabled"; + }; + flexbus_adc: adc { compatible = "rockchip,flexbus-adc"; #io -channel-cells = <0>;

（3）啟用板級(jí)設(shè)備樹ido-evb3506-v1a-nand.dtsi

目錄arch/arm/boot/dts/ido-evb3506-v1a-nand.dtsi，修改內(nèi)容如下：

@@ -8,6 +8,7 @@ #include #include #include "rk3506.dtsi" + #include / { model = "Rockchip RK3506 IDO EVB3506 V10 Board"; @@ -633,3 +634,22 @@ &usb20_otg1 { dr_mode = "host"; status = "okay"; }; + +&flexbus { + rockchip,flexbus0-opmode = ; + rockchip,flexbus1-opmode = ; + status = "okay"; +}; + +&flexbus_ad7616_par_hw { + pinctrl-names = "default"; + /* flexbus0_d0: RD, flexbus0_d1: CS */ + //pinctrl-0 = <&flexbus0_d0_pins &flexbus0_d1_pins + pinctrl-0 = <&flexbus1_clk_pins &flexbus1m4_pins + &flexbus1_d0_pins &flexbus1_d1_pins &flexbus1_d2_pins + &flexbus1_d3_pins &flexbus1_d4_pins &flexbus1_d5_pins + &flexbus1_d6_pins &flexbus1_d7_pins &flexbus1_d8_pins + &flexbus1_d9_pins &flexbus1_d10_pins &flexbus1_d11_pins + &flexbus1_d12_pins &flexbus1_d13_pins &flexbus1_d14_pins + &flexbus1_d15_pins>; + status = "okay"; +}; +&uart4 { + status = "disabled"; +}; + +&uart2 { + status = "disabled"; +}; + +&can0 { + status = "disabled"; +}; + +&saradc { + status = "disabled"; +};

（4）設(shè)備數(shù)修改

修改kernel/drivers/iio/adc/Makefile：

obj-$(CONFIG_RCAR_GYRO_ADC) += rcar-gyroadc.o obj-$(CONFIG_RN5T618_ADC) += rn5t618-adc.o obj-$(CONFIG_ROCKCHIP_FLEXBUS_ADC) += rockchip-flexbus-adc.o + obj-$(CONFIG_ROCKCHIP_FLEXBUS_ADC) += rockchip-flexbus-ad7616-par-hw.o obj-$(CONFIG_ROCKCHIP_SARADC) += rockchip_saradc.o obj-$(CONFIG_RICHTEK_RTQ6056) += rtq6056.o obj-$(CONFIG_RZG2L_ADC) += rzg2l_adc.o

修改kernel/include/linux/mfd/rockchip-flexbus.h：

#define FLEXBUS_DST_WAT_LVL_SHIFT 0 /* Bit fields in IMR, RISR, ISR and ICR */ + #define FLEXBUS_CCI BIT(31) #define FLEXBUS_DMA_TIMEOUT_ISR BIT(13) #define FLEXBUS_DMA_ERR_ISR BIT(12) #define FLEXBUS_DMA_DST1_ISR BIT(11)

新建kernel/drivers/iio/adc/rockchip-flexbus-ad7616-par-hw.c，附件請(qǐng)關(guān)注觸覺智能獲取。

測(cè)調(diào)整頻率參數(shù)

加載驅(qū)動(dòng)后，會(huì)產(chǎn)生/sys/bus/iio/devices/iio:device0節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行修改采樣頻率：

root@rk3506-buildroot:/root# ls /sys/bus/iio/devices/iio:device0 in_voltage_raw power in_voltage_sampling_frequency subsystem name uevent of_no de waiting_for_supplier

獲取 ADC命令如下：

cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage_raw

設(shè)置采樣頻率，命令如下：

echo 1000000 > /sys/bus/iio/devices/iio\:device0/in_voltage_sampling_frequency

測(cè)試方法與示例

以下為測(cè)試腳本示例，用于連續(xù)讀取多通道ADC數(shù)據(jù)：

# init 1MHz clk echo 1000000 > /sys/bus/iio/devices/iio\:device0/in_voltage_sampling_frequency # reset 1 gpioset gpiochip0 2=1 sleep 0.3 gpioset gpiochip0 3=1 gpioset gpiochip1 18=1 gpioset gpiochip1 19=1 sleep 0.1 # convst 1 -> 0 gpioset gpiochip0 4=1 sleep 0.01 gpioset gpiochip0 4=0 sleep 0.1 if [ $1 -eq 3 ]; then # cs 0 # adc3_cs 0 gpioset gpiochip1 23=0 # adc2_cs 1 gpioset gpiochip1 22=1 # adc1_cs 1 gpioset gpiochip1 21=1 # adc0_cs 1 gpioset gpiochip1 20=1 elif [ $1 -eq 2 ]; then # cs 0 # adc3_cs 0 gpioset gpiochip1 23=1 # adc2_cs 1 gpioset gpiochip1 22=0 # adc1_cs 1 gpioset gpiochip1 21=1 # adc0_cs 1 gpioset gpiochip1 20=1 elif [ $1 -eq 1 ]; then # cs 0 # adc3_cs 0 gpioset gpiochip1 23=1 # adc2_cs 1 gpioset gpiochip1 22=1 # adc1_cs 1 gpioset gpiochip1 21=0 # adc0_cs 1 gpioset gpiochip1 20=1 elif [ $1 -eq 0 ]; then # cs 0 # adc3_cs 0 gpioset gpiochip1 23=1 # adc2_cs 1 gpioset gpiochip1 22=1 # adc1_cs 1 gpioset gpiochip1 21=1 # adc0_cs 1 gpioset gpiochip1 20=0 fi sleep 0.1 #觸發(fā)采樣并讀取數(shù)據(jù) cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage_raw dmesg -c

觀察內(nèi)核打?。ㄖ恍枰P(guān)注0x00-0x0f的值）：

[ 1182.468572] 0x00: 0x0c00 [ 1182.468639] 0x01: 0x141a [ 1182.468668] 0x02: 0x2ba4 [ 1182.468695] 0x03: 0x2bbd [ 1182.468722] 0x04: 0x2ba1 [ 1182.468748] 0x05: 0x2bd1 [ 1182.468774] 0x06: 0x2ba4 [ 1182.468800] 0x07: 0x2bcd [ 1182.468826] 0x08: 0x2bba [ 1182.468852] 0x09: 0x2bca [ 1182.468879] 0x0a: 0x2ba8 [ 1182.468905] 0x0b: 0x141a [ 1182.468931] 0x0c: 0x2ba4 [ 1182.468957] 0x0d: 0x2bbd [ 1182.468983] 0x0e: 0x2bbd [ 1182.469010] 0x0f: 0x2ba1

FlexBus ADC 寄存器與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

電壓計(jì)算公式：

Vin = (raw÷32768)×5.0v

比如測(cè)試日志0x01: 0x141a，表示A0通道。