瑞萨RZ/G2L串口SCI的使用(下)

RZ/G2L支持的最大波特率

RZ/G2L的SCIFA异步通讯模式下支持的最高波特率可以达到12.5Mbps，如果异步基础时钟选择16倍波特率，同时关闭波特率发生器的倍频模式下依然可以达到3.125Mbps。如果异步基础时钟选择8倍波特率或者波特率发生器开启倍频模式，最大波特率可以达到6.25Mbps。

在上集中我们有讲过RZ/G2L在Linux下的使用遵循POSIX标准。只要POSIX支持的波特率，RZ/G2L都可以支持，并且支持各种波特率下的误差修正，需要开启MDDRS寄存器。

Linux下串口的波特率

Linux下termbits.h支持的波特率如下

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/* c_cflag bit meaning */
#define CBAUD  0000377
#define B0 0000000   /* hang up */
#define B50  0000001
#define B75  0000002
#define B110  0000003
#define B134  0000004
#define B150  0000005
#define B200  0000006
#define B300  0000007
#define B600  0000010
#define B1200 0000011
#define B1800 0000012
#define B2400 0000013
#define B4800 0000014
#define B9600 0000015
#define B19200 0000016
#define B38400 0000017
#define EXTA  B19200
#define EXTB  B38400
#define CBAUDEX 0000000
#define B57600  00020
#define B115200 00021
#define B230400 00022
#define B460800 00023
#define B500000 00024
#define B576000 00025
#define B921600 00026
#define B1000000 00027
#define B1152000 00030
#define B1500000 00031
#define B2000000 00032
#define B2500000 00033
#define B3000000 00034
#define B3500000 00035
#define B4000000 00036

也就是标准的Linux支持的最大波特率是4Mbps，但并不是4Mbps以下任意一个波特率都可以支持，只有30种选择。

那如果在特殊的应用场景中，需要这30种波特率以外的选择，是否能够实现呢？答案是肯定的，但是比较复杂。

这里我们提供一种Linux下实现非POSIX标准串口波特率的方法给大家参考。

Linux串口非标波特率的实现

涉及两部分他，包括内核和应用层

首先第一步：我们需要修改内核中的串口驱动，确保串口驱动能够支持需要添加的非标波特率。上集我们已经分享过RZ/G2L的串口驱动代码路径是drivers/tty/serial/sh-sci.c，目前通过开启MDDRS，RZ/G2L几乎可以支持12.5Mbps以下的任意串口波特率。

这里我们以前面提到的3.125Mbps/6.25Mbps/12.5Mbps为例，github上下载的sh-sci.c驱动默认并没有开启波特率发生器的倍频模式，异步基础时钟选择的是默认的16倍波特率。所以最大的波特率可以支持到3.125Mbps，如果需要支持6.25Mbps或者更高的12.5Mbps，需要开启波特率发生器的倍频模式，并且允许异步基础时钟选择8倍波特率。

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+    #if ABCS0_BGDM_EN
+      if(baud > 6250000){
+        //SEMR_BGDM:Baud rate generator double-speed mode Select:
+        //SEMR_ABCS0:Asynchronous Base Clock Select:
+        serial_port_out(port, SEMR,
+            serial_port_in(port, SEMR) | (SEMR_ABCS0 | SEMR_BGDM));
+        freq *= 2;
+        prediv /= 2;
+      }else if(baud > 3125000){
+        //SEMR_BGDM:Baud rate generator double-speed mode Select:
+        serial_port_out(port, SEMR,
+          serial_port_in(port, SEMR) | SEMR_BGDM);
+        freq *= 2;
+      }
+    #endif

这部分代码与RZ/G2L的平台相关，需要根据RZ/G2L的规格书配置对应的寄存器。

第二步：为了允许应用层配置我们添加的这三种波特率，需要修改drivers/tty/tty_baudrate.c和include/uapi/asm-generic/termbits.h，这两个文件与平台无关。想要在内核中添加系统默认的30种波特率以外的波特率都需要修改这两个文件。这两个文件的修改内容可以参考以下：

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diff --git a/drivers/tty/tty_baudrate.c b/drivers/tty/tty_baudrate.c
index bdfaee2c1331..75d287893d11 100644
--- a/drivers/tty/tty_baudrate.c
+++ b/drivers/tty/tty_baudrate.c
@@ -24,7 +24,7 @@ static const speed_t baud_table[] = {
  1000000, 1152000, 1500000, 2000000
 #else
  500000, 576000, 921600, 1000000, 1152000, 1500000, 2000000,
-  2500000, 3000000, 3500000, 4000000
+  2500000, 3000000, 3500000, 4000000, 3125000, 6250000, 12500000
 #endif
 };
 
@@ -36,7 +36,7 @@ static const tcflag_t baud_bits[] = {
  B1000000, B1152000, B1500000, B2000000
 #else
  B500000, B576000, B921600, B1000000, B1152000, B1500000, B2000000,
-  B2500000, B3000000, B3500000, B4000000
+  B2500000, B3000000, B3500000, B4000000, B3125000, B6250000, B12500000
 #endif
 };


 @@ -73,6 +73,14 @@ speed_t tty_termios_baud_rate(struct ktermios *termios)
    else
      cbaud += 15;
  }
+  if (cbaud & CBAUDEX2) {
+    cbaud &= ~CBAUDEX2;
+
+    if (cbaud < 1 || cbaud + 30 > n_baud_table)
+      termios->c_cflag &= ~CBAUDEX2;
+    else
+      cbaud += 30;
+  }
  return cbaud >= n_baud_table ? 0 : baud_table[cbaud];
 }
 EXPORT_SYMBOL(tty_termios_baud_rate);
diff --git a/include/uapi/asm-generic/termbits.h b/include/uapi/asm-generic/termbits.h
index 7db62a33ee52..1353300b6934 100644
--- a/include/uapi/asm-generic/termbits.h
+++ b/include/uapi/asm-generic/termbits.h
@@ -110,7 +110,7 @@ struct ktermios {
 #define  FF1 0100000
 
 /* c_cflag bit meaning */
-#define CBAUD 0010017
+#define CBAUD 0030017
 #define B0  0000000   /* hang up */
 #define B50  0000001
 #define B75  0000002


@@ -158,7 +158,9 @@ struct ktermios {
 #define B3500000 0010016
 #define B4000000 0010017
+#define CBAUDEX2 0020000
+#define B3125000 0020001
+#define B6250000 0020002
+#define B12500000 0020003
 #define CIBAUD  002003600000 /* input baud rate */
 #define CMSPAR  010000000000 /* mark or space (stick) parity */
 #define CRTSCTS   020000000000 /* flow control */

经过上面两步修改，内核已支持我们需要添加的3种非POSIX标准的串口波特率。

接下来演示应用层如何使用我们添加的这三种串口波特率。

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#define B3125000 0020001
#define B6250000 0020002
#define B12500000 0020003
**
** 串口配置
** 参数 cfg 指向一个 uart_cfg_t 结构体对象
**/
static int uart_cfg(const uart_cfg_t *cfg)
{
  struct termios new_cfg = {0}; //将 new_cfg 对象清零
  speed_t speed;
  
  /* 设置为原始模式 */
  cfmakeraw(&new_cfg);
  
  /* 使能接收 */
  new_cfg.c_cflag |= CREAD| CLOCAL;
  
  /* 设置波特率 */
 speed = B3125000; // B3125000 B6250000 B12500000
new_cfg.c_cflag |= speed;


  /* 串口的其他属性配置参考标准的POSIX */


  /* 写入配置、使配置生效 */
  if (0 > tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg)) {
    fprintf(stderr, "tcsetattr error: %s
", strerror(errno));
    return -1;
  }

经过以上修改，我们就可以在linux下使用文章开头提到的RZ/G2L的最大波特率12.5Mbps进行串口通讯。

需要注意的是，我们给RZ/G2L添加的这三个波特率尤其是6.25Mbps或者12.5Mbps远超标准linux下支持的最大波特率4Mbps，所以，通过PC端的Ubuntu是无法使用这三种波特率与RZ/G2L的SMARC EVK板进行通讯测试的，如果要使用我们上面添加的这三种波特率，只能在两个SMARC EVK板上进行。

所以，除以上添加的这三种波特率外，如果要添加POSIX标准支持的30种以外的其他波特率，都可以参考这个方法来实现。

审核编辑：汤梓红