RK3588-UART
前言
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，RTS+CTS。
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: serial@feb50000 {
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 = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfe660000 console=ttyFIQ0";
};
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UART，fiq_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ttyS0，uart0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UART，RK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 = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfeb50000 console=ttyFIQ0 irqchip.gicv3_pseudo_nmi=0 root=PARTUUID=614e0000-0000 rw rootwait";
};
将0xfeb50000 console=ttyFIQ0 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 = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfe670000 console=ttyFIQ0";
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.h >
int 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(