CN114153779A

CN114153779A - 一种i2c通信方法、系统、设备、及存储介质

Info

Publication number: CN114153779A
Application number: CN202111278713.0A
Authority: CN
Inventors: 董强强
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2021-10-31
Filing date: 2021-10-31
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2041-10-31
Also published as: CN114153779B

Abstract

本申请公开了一种I2C通信方法，包括：通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中；建立目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系；通过内存操作目标设备的第一寄存器，以使能目标设备；通过内存操作目标设备的第二寄存器，以将目标设备设置为主设备；通过内存操作目标设备的第三寄存器，以填入待写入的数据信息；通过内存操作目标设备的第四寄存器，以基于数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入。应用本申请的方案，可以在不依赖I2C的驱动程序的情况下，有效地实现I2C通信。本申请还公开了一种I2C通信系统、设备及存储介质，具有相应技术效果。

Description

一种I2C通信方法、系统、设备、及存储介质

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种I2C通信方法、系统、设备、及存储介质。

背景技术

在诸多领域，特别是在存储领域中，I2C(Inter-Integrated Circuit，两线式串行总线)被广泛使用，例如CPU处理器与电池备份单元之间的通信链路采用I2C通信，存储设备上的CPLD(Complex Programmable logic device，复杂可编程逻辑器件)，BMC(BaseboardManagement Controller，基板管理控制器)等均可以基于I2C进行通信。

目前，如果想在Linux环境下，使用I2C和从设备通信的话，主设备中必须安装I2C的驱动程序。目前常用的方法是：在编译Linux内核时，将对应的I2Ccontroller芯片的驱动程序编进内核，或者是编译成ko驱动文件，后期使用时再插入对应ko文件。上述的方式都是需要安装有I2C的驱动，才能使用I2C与从设备通信，即对Linux的I2C驱动强依赖。这对于没有I2C驱动，或无法安装I2C驱动的场景来说，使用上尤为不便。例如，部分场合中，对于需要调试I2C物理链路的使用者来说，只是需要测试I2C物理链路是否正常，并不想将I2C驱动拉入测试范围。

综上所述，如何在不依赖I2C的驱动程序的情况下，有效地实现I2C通信，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种I2C通信方法、系统、设备、及存储介质，以在不依赖I2C的驱动程序的情况下，有效地实现I2C通信。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种I2C通信方法，包括：

通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中；

建立所述目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系；

通过内存操作所述目标设备的第一寄存器，以使能所述目标设备；

通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备；

通过内存操作所述目标设备的第三寄存器，以填入待写入的数据信息；

通过内存操作所述目标设备的第四寄存器，以基于所述数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入。

优选的，在所述通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备之后，还包括：

通过内存操作所述目标设备的所述第三寄存器，以填入读取信息；

通过内存操作所述目标设备的所述第四寄存器，以基于所述读取信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据读取。

优选的，在通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备之后，还包括：

通过内存操作所述目标设备的所述第二寄存器，以设定所述目标设备的通信速度。

优选的，所述目标设备为CPU。

优选的，所述CPU为hygon 7285CPU或者为hygon 7265CPU。

优选的，基于所述数据信息确定出的从设备为存储设备。

执行预设的检测程序，并按照所述检测程序，通过内存操作所述目标设备的相应寄存器，以进行目标从设备的检测。

一种I2C通信系统，包括：

内存映射单元，用于通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中；

对于关系建立单元，用于建立所述目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系；

使得单元，用于通过内存操作所述目标设备的第一寄存器，以使能所述目标设备；

主设备设定单元，用于通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备；

第一输入单元，用于通过内存操作所述目标设备的第三寄存器，以填入待写入的数据信息；

写入执行单元，通过内存操作所述目标设备的第四寄存器，以基于所述数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入。

一种I2C通信设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述任一项所述的I2C通信方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的I2C通信方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到没有I2C驱动程序的话，用户空间无法直接操作目标设备的寄存器，但是可以通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中，并且建立目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系，这样便可以通过访问内存来操作目标设备的寄存器。通过内存操作目标设备的第一寄存器，可以使能目标设备，通过内存操作目标设备的第二寄存器，可以将目标设备设置为主设备；通过内存操作目标设备的第三寄存器，可以填入待写入的数据信息，最后，通过内存操作目标设备的第四寄存器，可以基于数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入，也就是让目标设备实现了将数据写入至从设备中，可以看出，本申请的方案，通过内存映射的方式实现了寄存器的访问，从而不需要使用驱动程序来访问，即可以在不依赖I2C的驱动程序的情况下，有效地实现I2C通信。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种I2C通信方法的实施流程图；

图2为本发明中一种I2C通信系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种I2C通信方法，可以在不依赖I2C的驱动程序的情况下，有效地实现I2C通信。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种I2C通信方法的实施流程图，该I2C通信方法可以包括以下步骤：

步骤S101：通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中。

目标设备可以任意一个使用I2C通信的设备，但需要说明的是，由于本申请的方案是通过内存映射的方式实现了目标设备的寄存器的访问，因此，目标设备应当是一个支持内存映射的设备。此外，本申请的方案主要针对的是Linux系统下不依赖I2C的驱动程序，有效地实现I2C通信，即目标设备通常安装的是Linux系统。

内存映射指的是MMIO(Memory mapping I/O)，即内存映射I/O，是将外设接口的I/O端口与主存单元统一编址，占用物理地址空间，每个端口占用一个存储单元的地址，从处理器的角度看，内存映射I/O后系统设备访问起来和内存一样。

考虑到本申请的目标设备通常是用来作为I2C主设备，并且通常是使用在存储系统中，因此目标设备通常可以为CPU，后文中的从设备通常均为存储设备，例如均为硬盘。CPU的具体型号可以根据需要进行设定和选取，但应当是支持内存映射的CPU，例如一种场合中，CPU为hygon 7285CPU或者为hygon7265CPU。

以hygon 7285/7265CPU为例，按照数据手册可以确定出I2C使用的controller芯片均是designware。由于支持内存映射，因此，可与像访问内存一样访问hygon 7285/7265CPU的I2C controller designware。

通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中，这样通过内存便可以操作目标设备的基地址中的内容，也就是操作相应的寄存器。

步骤S102：建立目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系。

目标设备的基地址指的是其I2C基地址，反映的是目标设备的全部寄存器的总长度，例如目标设备为上述hygon 7285/7265CPU的场合中，各个寄存器的总长度为256字节，即目标设备的基地址为256字节。

在将目标设备的基地址映射到内存中之后，还需建立目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系。例如上述例子中，在用户空间以内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中，映射长度为256字节，之后，用户空间便需要规划好内存中的256字节与各个寄存器之间的一一对应关系，即对于每一个寄存器，将内存中的256字节中用来操作该寄存器的地址范围与该寄存器进行绑定。

步骤S103：通过内存操作目标设备的第一寄存器，以使能目标设备。

在用户空间完成了步骤S101和步骤S102的操作之后，目标设备便可以无需I2C驱动程序来进行与从设备之间的通信。

通过内存来操作目标设备的第一寄存器，可以使能目标设备，仍以目标设备为hygon 7285/7265CPU为例，此时的第一寄存器便是“IC_ENABLE”寄存器，通过操作“IC_ENABLE”寄存器，可以打开hygon 7285/7265CPU的I2C控制器，即使能目标设备。

步骤S104：通过内存操作目标设备的第二寄存器，以将目标设备设置为主设备。

使能完成之后，便可以通过内存来操作目标设备的第二寄存器，从而将目标设备设置为主设备。在目标设备为hygon 7285/7265CPU时，第二寄存器便是“IC_CON”寄存器，通过操作“IC_CON”寄存器中，可以设置I2C控制器为master，即设置目标设备为主设备。

此外，在本发明的一种具体实施方式中，在通过内存操作目标设备的第二寄存器，以将目标设备设置为主设备之后，还可以包括：

通过内存操作目标设备的第二寄存器，以设定目标设备的通信速度。

例如上述例子中，还可以通过操作“IC_CON”寄存器中，设定I2C控制器的speed，也就是设定目标设备的通信速度。这是考虑到当主设备与从设备的通信速度不一致时，会通信失败。在部分场合中，主设备可能采用的是默认为标准的通信速度，即使不专门设定速度，与从设备的通信速度也是匹配的，但是在另一些场合中，如果不专门设定主设备的通信速度，与从设备的通信速度便不匹配，本申请的该种实施方式便可以有效地应对这样的情况。

步骤S105：通过内存操作目标设备的第三寄存器，以填入待写入的数据信息。

填入的待写入的数据信息中，可以携带有写入对象，需要写入的数据内容，数据大小等信息。例如上述例子中，便是通过内存来操作“FIFO”寄存器，以填入待写入的数据信息，即对于上述例子的场合，第三寄存器具体为“FIFO”寄存器。

步骤S106：通过内存操作目标设备的第四寄存器，以基于数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入。

填入了待写入的数据信息之后，最后便是进行数据的写入。如上文的描述，按照待写入的数据信息，可以确定出写入对象，需要写入的数据内容等信息，因此，通过内存来操作目标设备的第四寄存器，便可以基于数据信息确定出从设备，并通过I2C总线向该从设备写入数据。

在上述目标设备为hygon 7285/7265CPU的场合中，第四寄存器便是“IC_DATA_CMD”寄存器，通过操作“IC_DATA_CMD”寄存器，可以将待发送的数据通过I2C总线写入至从设备中。

在本发明的一种具体实施方式中，在通过内存操作目标设备的第二寄存器，以将目标设备设置为主设备之后，还可以包括：

通过内存操作目标设备的第三寄存器，以填入读取信息；

通过内存操作目标设备的第四寄存器，以基于读取信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据读取。

上文介绍了目标设备向从设备写入数据的过程，该种实施方式则是描述了目标设备向从设备读取数据的过程，数据的读取和写入是实际应用中较为常用的两种操作。

该种实施方式中，是通过内存来操作目标设备的第三寄存器，从而填入读取信息，读取信息中携带有读取对象，需要读取的数据范围等信息。

之后，通过内存来操作目标设备的第四寄存器，便可以基于读取信息确定出从设备，并通过I2C总线从该从设备中进行数据读取。

执行预设的检测程序，并按照检测程序，通过内存操作目标设备的相应寄存器，以进行目标从设备的检测。

本申请的方案通过内存映射的方式实现了寄存器的访问，从而不需要使用驱动程序来访问，并且在前述实施方式中，对数据的读写过程均进行了介绍。该种实施方式中，基于这样的方案，还可以实现数据读取之外的其他功能，同样是不需要使用驱动程序。

例如该种实施方式中，可以执行预设的检测程序，并按照检测程序，通过内存来操作目标设备的相应寄存器，从而可以进行目标从设备的检测。可以看出，本申请的方案灵活性强，便于快速开发。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种I2C通信系统，可与上文相互对应参照。

参见图2所示，为本发明中一种I2C通信系统的结构示意图，包括：

内存映射单元201，用于通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中；

对应关系建立单元202，用于建立目标设备的各个寄存器与相应的内存地址之间的一一对应关系；

使能单元203，用于通过内存操作目标设备的第一寄存器，以使能目标设备；

主设备设定单元204，用于通过内存操作目标设备的第二寄存器，以将目标设备设置为主设备；

第一输入单元205，用于通过内存操作目标设备的第三寄存器，以填入待写入的数据信息；

写入执行单元206，通过内存操作目标设备的第四寄存器，以基于数据信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据写入。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

第二输入单元，用于通过内存操作目标设备的第三寄存器，以填入读取信息；

读取执行单元，用于通过内存操作目标设备的第四寄存器，以基于读取信息确定出从设备，并通过I2C总线进行数据读取。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

通信速度设定单元，用于通过内存操作目标设备的第二寄存器，以设定目标设备的通信速度。

在本发明的一种具体实施方式中，目标设备为CPU。

在本发明的一种具体实施方式中，CPU为hygon 7285CPU或者为hygon7265CPU。

在本发明的一种具体实施方式中，基于数据信息确定出的从设备为存储设备。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

检测执行单元，用于执行预设的检测程序，并按照检测程序，通过内存操作目标设备的相应寄存器，以进行目标从设备的检测。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种I2C通信设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。

该I2C通信设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现如上述任一实施例中的I2C通信方法的步骤。

该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中的I2C通信方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种I2C通信方法，其特征在于，包括：

通过内存映射的方式将目标设备的基地址映射到内存中；

2.根据权利要求1所述的I2C通信方法，其特征在于，在所述通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备之后，还包括：

3.根据权利要求1所述的I2C通信方法，其特征在于，在通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备之后，还包括：

4.根据权利要求1所述的I2C通信方法，其特征在于，所述目标设备为CPU。

5.根据权利要求4所述的I2C通信方法，其特征在于，所述CPU为hygon 7285CPU或者为hygon 7265CPU。

6.根据权利要求4所述的I2C通信方法，其特征在于，基于所述数据信息确定出的从设备为存储设备。

7.根据权利要求1至6任一项所述的I2C通信方法，其特征在于，在所述通过内存操作所述目标设备的第二寄存器，以将所述目标设备设置为主设备之后，还包括：

8.一种I2C通信系统，其特征在于，包括：

9.一种I2C通信设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的I2C通信方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的I2C通信方法的步骤。