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本文主要讲解如何关于RK3588开发板UART的使用和调试方法#xff0c;包括UART作为普通串口和控制台两种不同使用场景
一. 功能特点
Rockchip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 基于16550A串口标准#xff0c;完整模块支持以下功能#xff1a;
支…前言
本文主要讲解如何关于RK3588开发板UART的使用和调试方法包括UART作为普通串口和控制台两种不同使用场景
一. 功能特点
Rockchip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 基于16550A串口标准完整模块支持以下功能
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不支持mark校验和space校验。支持接收FIFO和发送FIFO一般为32字节或者64字节。支持最高4M波特率实际支持波特率需要芯片时钟分频策略配合。支持中断传输模式和DMA传输模式。 支持硬件自动流控RTSCTS。
二、代码位置
在Linux kernel 中使用8250串口通用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 SDK中提供的UART默认配置已经使用了8250驱动我们就不需要修改
三、硬件原理图
串口功能的硬件上比较简单这是只附上调试串口的原理图
四、设备树配置
rk平台的设备树修改路径都是在kernel\arch\arm64\boot\dts\rockchip下面具体哪个文件根据对应开发板来决定通常描述设备硬件配置在rkxxxx.dtsi中比如在rk3588s.dtsi中
uart2: serialfeb50000 {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作为普通串口
假入我们想使用w3开发板上40PIN上的uart7 我们在dts可以使用如下配置打开
uart7 {status okay;pinctrl-names default;pinctrl-0 uart7m1_xfer;};4.2作为调试串口
Rockchip UART作为控制台使用fiq_debugger流程。 在dts中fiq_debugger节点配置如下。由于fiq_debugger和普通串口互斥在使能fiq_debugger节点后必须禁用对应的普通串口uart节点。
chosen: chosen {bootargs earlyconuart8250,mmio32,0xfe660000 consolettyFIQ0;
};
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编号。修改serial-id到不同UARTfiq_debugger设备也会注册成ttyFIQ0设备。 rockchip,irq-mode-enable配置为1使用irq中断配置为0使用fiq中断。interrupts配置的辅助中断保持默认即可。pinctrl-0使用的串口引脚rockchip,baudrate波特率配置
五、串口相关问题
5.1设备注册
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。注册的节点为/dev/ttyS4命名规则是通过dts中的aliases来的。
aliases {
serial0 uart0;
serial1 uart1;
serial2 uart2;
serial3 uart3;
}对应uart0注册为ttyS0uart0注册为ttyS1如果需要把uart3注册成ttyS1可以进行以下修改
serial1 uart3;
serial3 uart1;5.2控制台打印相关
Rockchip UART打印通常包括DDR阶段、Miniloader阶段、TF-A (Trusted Firmware-A)阶段、OP-TEE阶段、Uboot阶段和Kernel阶段我们平时主要关注的是uboot阶段和kernel阶段的打印在这两个阶段我们可以尝试关闭所有打印或切换所有打印到其他UARTRK平台默认的调试串口是uart2_m0这一组引脚假如现在我将打印换成其他串口可以尝试以下做法。
5.2.1DDR Loader修改方法
DDR Loader中关闭或切换打印需要修改DDR Loader中的UART打印配置修改文件rkbin/tools/ddrbin_param.txt中的以下参数 uart id # UART控制器id配置为0xf为关闭打印 uart iomux # 复用的IOMUX引脚 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中关闭打印需要在menuconfig中打开配CONFIG_DISABLE_CONSOLE保存到.config文件 Uboot中切换打印由传参机制决定不需要进行额外修改。uboot解析传参机制相关代码在arch/arm/mach-rockchip/board.c的board_init_f_init_serial()函数中。
5.2.3kernel修改方法
去掉打印需要在menuconfig中关闭配置CONFIG_SERIAL_8250_CONSOLE。 Device Drivers --- Character devices --- Serial drivers --- [ ]Console on 8250/16550 and compatible serial port 在dts配置中找到类似以下内容并去掉UART基地址和console相关配置参数
chosen: chosen {bootargs earlyconuart8250,mmio32,0xfeb50000 consolettyFIQ0 irqchip.gicv3_pseudo_nmi0 rootPARTUUID614e0000-0000 rw rootwait;};将0xfeb50000 consolettyFIQ0 去掉然后找到fiq-debugger节点修改serial-id为0xffffffff去掉UART引脚复用相关配置。注意需要保持fiqdebugger节点使能保持fiq-debugger流程系统才能正常启动
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;};切换打印串口例如将Kernel打印从UART2切换到UART3在dts配置中找到类似以下内容将UART基地址由UART2改为UART3. bootargs earlyconuart8250,mmio32,0xfe670000 consolettyFIQ0; 0xfe670000是UART3基地址然后找到fiq-debugger节点修改serial-id为3修改UART3引脚复用配置pinctrl-0 uart3m0_xfer。注意同时需要将切换为打印串口的UART3作为普通串口的节点禁用。
六、串口测试
在开发板上跑一套应用程序可以发送数据可以接收数据测试方法可以短接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.hint 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]; // 存储读取的数据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 {// 处理读取错误或设备关闭的情况break;}}pthread_exit(NULL);
}void *write_thread(void *arg) {int fd *(int *)arg;char input[1024]; // 存储用户输入的数据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) {// 用户输入 q 或 Q退出循环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(int argc, char *argv[]) //./a.out /dev/ttyS4 115200 8 0 1
{int fd;int baud;int len;int count;int i;int databits;int stopbits;int parity;if (argc ! 6) {print_usage(argv[0]);return 1;}baud atoi(argv[2]);if ((baud 0) || (baud 921600)) {fprintf(stderr, Invalid baudrate!\n);return 1;}databits atoi(argv[3]);if ((databits 5) || (databits 8)) {fprintf(stderr, Invalid databits!\n);return 1;}parity atoi(argv[4]);if ((parity 0) || (parity 2)) {fprintf(stderr, Invalid parity!\n);return 1;}stopbits atoi(argv[5]);if ((stopbits 1) || (stopbits 2)) {fprintf(stderr, Invalid stopbits!\n);return 1;}fd open(argv[1], O_RDWR, 0);if (fd 0) {fprintf(stderr, open %s error %s\n, argv[1], strerror(errno));return 1;}if (setup_port(fd, baud, databits, parity, stopbits)) {fprintf(stderr, setup_port error %s\n, strerror(errno));close(fd);return 1;}pthread_t read_tid, write_tid;int ret;// 创建读取线程ret pthread_create(read_tid, NULL, read_thread, fd);if (ret ! 0) {fprintf(stderr, Failed to create read thread\n);return 1;}// 创建写入线程ret pthread_create(write_tid, NULL, write_thread, fd);if (ret ! 0) {fprintf(stderr, Failed to create write thread\n);return 1;}// 等待读取线程和写入线程结束pthread_join(read_tid, NULL);pthread_join(write_tid, NULL);close(fd);return 0;
}static int baudflag_arr[] {B921600, B460800, B230400, B115200, B57600, B38400,B19200, B9600, B4800, B2400, B1800, B1200,B600, B300, B150, B110, B75, B50
};
static int speed_arr[] {921600, 460800, 230400, 115200, 57600, 38400,19200, 9600, 4800, 2400, 1800, 1200,600, 300, 150, 110, 75, 50
};int speed_to_flag(int speed)
{int i;for (i 0; i sizeof(speed_arr)/sizeof(int); i) {if (speed speed_arr[i]) {return baudflag_arr[i];}}fprintf(stderr, Unsupported baudrate, use 9600 instead!\n);return B9600;
}static struct termio oterm_attr;int setup_port(int fd, int baud, int databits, int parity, int stopbits)
{struct termio term_attr;if (ioctl(fd, TCGETA, term_attr) 0) {return -1;}memcpy(oterm_attr, term_attr, sizeof(struct termio));term_attr.c_iflag ~(INLCR | IGNCR | ICRNL | ISTRIP);term_attr.c_oflag ~(OPOST | ONLCR | OCRNL);term_attr.c_lflag ~(ISIG | ECHO | ICANON | NOFLSH);term_attr.c_cflag ~CBAUD;term_attr.c_cflag | CREAD | speed_to_flag(baud);term_attr.c_cflag ~(CSIZE);switch (databits) {case 5:term_attr.c_cflag | CS5;break;case 6:term_attr.c_cflag | CS6;break;case 7:term_attr.c_cflag | CS7;break;case 8:default:term_attr.c_cflag | CS8;break;}switch (parity) {case 1: term_attr.c_cflag | (PARENB | PARODD);break;case 2: term_attr.c_cflag | PARENB;term_attr.c_cflag ~(PARODD);break;case 0: default:term_attr.c_cflag ~(PARENB);break;}switch (stopbits) {case 2: term_attr.c_cflag | CSTOPB;break;case 1: default:term_attr.c_cflag ~CSTOPB;break;}term_attr.c_cc[VMIN] 1;term_attr.c_cc[VTIME] 0;if (ioctl(fd, TCSETAW, term_attr) 0) {return -1;}if (ioctl(fd, TCFLSH, 2) 0) {return -1;}return 0;
}int read_data(int fd, void *buf, int len)
{int count;int ret;ret 0;count 0;//while (len 0) {ret read(fd, (char*)buf count, len);if (ret 1) {fprintf(stderr, Read error %s\n, strerror(errno));//break;}count ret;len len - ret;//}*((char*)buf count) 0;return count;
}int write_data(int fd, void *buf, int len)
{int count;int ret;ret 0;count 0;while (len 0) {ret write(fd, (char*)buf count, len);if (ret 1) {fprintf(stderr, Write error %s\n, strerror(errno));break;}count ret;len len - ret;}return count;
}void print_usage(char *program_name)
{fprintf(stderr,*************************************\n A Simple Serial Port Test Utility\n*************************************\n\nUsage:\n %s device baud databits parity stopbits \n databits: 5, 6, 7, 8\n parity: 0(None), 1(Odd), 2(Even)\n stopbits: 1, 2\nExample:\n %s /dev/ttyS4 115200 8 0 1\n\n,program_name, program_name);
}运行效果如下
