如何通过IPC通信玩转传感器数据？

1、rt-smart的第一个应用程序，imx6ull用户态点灯

简介

首先纠正一下上一篇文章中，在我的仓库中，1月11日的代码会出现系统崩溃。原因在于我的驱动中内存物理地址映射到虚拟地址的操作有问题，我已经把这个bug解决了，如果有兴趣，欢迎拉取最新的代码。

这一篇来介绍我在rt-smart的第二个应用。这个应用将加入rt-smart与rt-thread区别之处--进程间的通信。

功能主要是在用户态读取传感器数据，传感器是100ASK_imx6ull板载的ap3216c，它是采用I2C总线进行通信。

为啥这次会先对接I2C呢？因为接下来想把屏幕在rt-smart跑起来，但是屏幕的触摸芯片采用I2C，所以就把他先跑起来。

目前屏幕已经在rt-thread上跑起来，但是在rt-smart没有跑起来，目前在研究LCD的缓存是一个什么样一个形式。

100ask_imx6ull驱动对接情况：

rt-threadrt-smart

GPIO√√

I2C√√

lcd√×

100ask_imx6ull的rtt仓库：

rt-thread的仓库：https://gitee.com/RiceChen0/imx6ull_rt_rthread

rt-smart的厂库：https://gitee.com/RiceChen0/imx6ull_rt_smart

环境

100ask_imx6ull开发板。

两条micro USB线。

电源。

windows电脑一台。

I2C驱动适配

在imx6ull中，我适配的是硬件I2C，imx6ull有4组I2C接口。软件I2C后续不会进行适配，因为在这颗芯片上，软件I2C的必要性不大。

如果你要了解RT-Thread的I2C设备驱动框架，可以看一下我之前的文章《rt-thread驱动框架分析》-i2c驱动

在上一篇文章中《rt-smart的第一个应用程序，imx6ull用户态点灯》讲到，rt-smart不能直接使用物理地址访问硬件，而需要采用虚拟地址。所以需要进行地址映射（rtt提供的API：rt_hw_kernel_phys_to_virt）。

首先需要查看imx6ull的芯片手册，需要将I2C相关的物理地址找到。为了不要重复造轮子，定义了一个结构体：struct i2c_addr_config，并把4组I2C相关的地址作为一个表格。如下：

#define I2C1_SCL_MUX_BASE 0x020E00B4U

#define I2C2_SCL_MUX_BASE 0x020E00BCU

#define I2C3_SCL_MUX_BASE 0x020E00E4U

#define I2C4_SCL_MUX_BASE 0x020E00ECU

#define I2C1_SCL_CFG_BASE 0x020E0340U

#define I2C2_SCL_CFG_BASE 0x020E0348U

#define I2C3_SCL_CFG_BASE 0x020E0370U

#define I2C4_SCL_CFG_BASE 0x020E0378U

#define I2C1_SCL_INPUT_BASE 0x020E05A4U

#define I2C2_SCL_INPUT_BASE 0x020E05ACU

#define I2C3_SCL_INPUT_BASE 0x020E05B4U

#define I2C4_SCL_INPUT_BASE 0x020E05BCU

#define I2C1_SDA_MUX_BASE 0x020E00B8U

#define I2C2_SDA_MUX_BASE 0x020E00C0U

#define I2C3_SDA_MUX_BASE 0x020E00E8U

#define I2C4_SDA_MUX_BASE 0x020E00F0U

#define I2C1_SDA_CFG_BASE 0x020E0344U

#define I2C2_SDA_CFG_BASE 0x020E034CU

#define I2C3_SDA_CFG_BASE 0x020E0374U

#define I2C4_SDA_CFG_BASE 0x020E037CU

#define I2C1_SDA_INPUT_BASE 0x020E05A8U

#define I2C2_SDA_INPUT_BASE 0x020E05B0U

#define I2C3_SDA_INPUT_BASE 0x020E05B8U

#define I2C4_SDA_INPUT_BASE 0x020E05C0U

struct i2c_addr_config

{

I2C_Type *i2c;

size_t i2c_scl_mux_base;

size_t i2c_scl_config_base;

size_t i2c_scl_input_base;

size_t i2c_sda_mux_base;

size_t i2c_sda_config_base;

size_t i2c_sda_input_base

};

static struct i2c_addr_config addr_config［］ =

{

{I2C1， I2C1_SCL_MUX_BASE， I2C1_SCL_CFG_BASE， I2C1_SCL_INPUT_BASE， I2C1_SDA_MUX_BASE， I2C1_SDA_CFG_BASE， I2C1_SDA_INPUT_BASE}，

{I2C2， I2C2_SCL_MUX_BASE， I2C2_SCL_CFG_BASE， I2C2_SCL_INPUT_BASE， I2C2_SDA_MUX_BASE， I2C2_SDA_CFG_BASE， I2C2_SDA_INPUT_BASE}，

{I2C3， I2C3_SCL_MUX_BASE， I2C3_SCL_CFG_BASE， I2C3_SCL_INPUT_BASE， I2C3_SDA_MUX_BASE， I2C3_SDA_CFG_BASE， I2C3_SDA_INPUT_BASE}，

{I2C4， I2C4_SCL_MUX_BASE， I2C4_SCL_CFG_BASE， I2C4_SCL_INPUT_BASE， I2C4_SDA_MUX_BASE， I2C4_SDA_CFG_BASE， I2C4_SDA_INPUT_BASE}，

};

将物理地址转为虚拟地址，代码如下：

for（i = 0; i 《 sizeof（addr_config） / sizeof（addr_config［0］）; i++）

{

addr_config［i］.i2c = （I2C_Type *）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_scl_mux_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_scl_mux_base）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_scl_config_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_scl_config_base）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_scl_input_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_scl_input_base）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_sda_mux_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_sda_mux_base）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_sda_config_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_sda_config_base）， 0x1000）;

addr_config［i］.i2c_sda_input_base = （size_t）rt_hw_kernel_phys_to_virt（（void*）（addr_config［i］.i2c_sda_input_base）， 0x1000）;

}

在imx6ull中，I2C需要的步骤，引脚初始化为I2C，然后I2C总线初始化便可以了。

目前imx6ull上，rt-thread和rt-smart都适配I2C，所以可以先看一下rt-thread的仓库，然后再看rt-smart的仓库，可能更加理解它的区别。

I2C的应用：

100ask_imx6ull中，板载有ap3216c传感器，挂载在I2C1总线上。而且RT-Thread中有相应的软件包，对接了RT-Thread的传感器设备框架，这给我验证代码提供便携。不过要在用户态中使用该软件包，还需要做一点操作，需要注册该传感器设备。

int ap3216c_test（）

{

struct rt_sensor_config cfg;

cfg.intf.dev_name = “i2c1”;

cfg.mode = RT_SENSOR_MODE_POLLING;

rt_hw_ap3216c_init（“ap”， &cfg）;

return RT_EOK;

}

INIT_DEVICE_EXPORT（ap3216c_test）;

然后编译烧录，通过list_device就可以看到相对应的设备（pr_ap和li_ap），如下：

RT_Thread的传感器框架很贴心，提供了测试命令（sensor_polling li_ap），这样就可以初步验证传感器是否正常工作，通过验证，传感器和I2C适配都能正常工作：

上面的验证都是在内核态中测试的，而这篇文章的目的是要在用户态中读取传感器数据，为了进一步了解rt-smart和RT-Thread的区别，我这个应用采用进程通信（IPC）做了例子，该例子将上一篇文章例子结合起来：

有两个进程， 进程1和进程2

进程1，通过接收等待进程2读取的传感器数据是否超标的状态，来进行闪灯。

进程2，通过读取ap3216c传感器光强度数据，判断是否超过50lux，如果超过则通知进程1进行闪灯提示。

IPC通信，详情可以查看官网：https://www.rt-thread.org/document/site/rt-smart/architecture/architecture/。

进程1，等待接收通道发来的“warning”信息，然后进行闪灯操作：

int main（int argc， char **argv）

{

struct rt_device_pin_mode pin_mode;

struct rt_device_pin_status pin_status;

int server_ch;

int shmid;

struct rt_channel_msg msg_text;

char *str;

printf（“RiceChen rt-smart first app

”）;

/* create the IPC channel for ‘server’ */

server_ch = rt_channel_open（“server”， O_CREAT）;

if （server_ch == -1） {

printf（“Error： rt_channel_open： fail to create the IPC channel for server！

”）;

return -1;

}

printf（“

server： wait on the IPC channel： %d

”， server_ch）;

pin_dev = rt_device_find（“pin”）;

if（pin_dev == RT_NULL）

{

printf（“not find pin device

”）;

return RT_ERROR;

}

rt_device_open（pin_dev， RT_DEVICE_OFLAG_RDWR）;

pin_mode.pin = LED_PIN;

pin_mode.mode = 0; //OUTPUT

rt_device_control（pin_dev， 0， （void *）&pin_mode）;

pin_status.pin = LED_PIN;

while（1）

{

rt_channel_recv（server_ch， &msg_text）; //接收通道信息

shmid = （int）msg_text.u.d;

if （shmid 《 0 || ！（str = （char *）lwp_shmat（shmid， NULL）））

{

msg_text.u.d = （void *）-1;

printf（“server： receive an invalid shared-memory page.

”）;

rt_channel_reply（server_ch， &msg_text）; /* send back -1 */

continue;

}

if（strcmp（str， “warning”） == 0） //判断是否接收到“warning”信息

{

printf（“light warning.

”）;

pin_status.status = 1;

rt_device_write（pin_dev， 0， （void *）&pin_status， sizeof（pin_status））;

rt_thread_mdelay（200）;

pin_status.status = 0;

rt_device_write（pin_dev， 0， （void *）&pin_status， sizeof（pin_status））;

rt_thread_mdelay（200）;

pin_status.status = 1;

rt_device_write（pin_dev， 0， （void *）&pin_status， sizeof（pin_status））;

rt_thread_mdelay（200）;

pin_status.status = 0;

rt_device_write（pin_dev， 0， （void *）&pin_status， sizeof（pin_status））;

rt_thread_mdelay（200）;

}

lwp_shmdt（str）;

msg_text.type = RT_CHANNEL_RAW;

msg_text.u.d = （void *）1;

rt_channel_reply（server_ch， &msg_text）;

}

return 0;

}

进程2，间隔两面读取一次传感器光强度数据，然后判断是否操作50lux，超过则通过通道通知进程1进行闪灯：

int main（int argc， char **argv）

{

rt_device_t ap3216c_dev;

struct rt_sensor_data sensor_data;

int res;

int server_ch;

char warning_msg［256］ = { 0 };

size_t len = 0;

/* channel messages to send and return back */

struct rt_channel_msg ch_msg， ch_msg_ret;

printf（“RiceChen rt-smart second app

”）;

/* open the IPC channel created by ‘pong’ */

server_ch = rt_channel_open（“server”， 0）;

if （server_ch == -1）

{

printf（“Error： rt_channel_open： could not find the ‘server’ channel！

”）;

return -1;

}

ap3216c_dev = rt_device_find（SENSOR_NAME）;

if （ap3216c_dev == RT_NULL）

{

rt_kprintf（“Can‘t find device：%s”， SENSOR_NAME）;

return -1;

}

if （rt_device_open（ap3216c_dev， RT_DEVICE_FLAG_RDWR） ！= RT_EOK）

{

rt_kprintf（“open device failed！”）;

return -1;

}

rt_device_control（ap3216c_dev， RT_SENSOR_CTRL_SET_ODR， （void *）100）;

while（1）

{

res = rt_device_read（ap3216c_dev， 0， &sensor_data， 1）; //读取传感器数值

if （res ！= 1）

{

rt_kprintf（“read data failed！size is %d

”， res）;

}

else

{

rt_kprintf（“light：%5d lux， timestamp：%5d

”， sensor_data.light， sensor_data.timestamp）;

}

if（sensor_data.light 》 50） //判断阈值

{

ch_msg.type = RT_CHANNEL_RAW;

snprintf（warning_msg， 255， “%s”， “warning”）;

len = strlen（warning_msg） + 1;

warning_msg［len］ = ’‘;

int shmid = prepare_data（warning_msg， len）;

if （shmid 《 0）

{

printf（“clent： fail to prepare the clent message.

”）;

continue;

}

ch_msg.u.d = （void *）shmid;

rt_channel_send_recv（server_ch， &ch_msg， &ch_msg_ret）; //发送警报信息

lwp_shmrm（shmid）;

}

rt_thread_mdelay（2000）;

}

rt_device_close（ap3216c_dev）;

rt_channel_close（server_ch）;

return 0;

}

演示

原文标题：rt-smart用户态通过IPC通信玩转传感器数据

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责任编辑：haq