Topic

Linux device driver

GPIO and I2C

Linux device driver

Introduction

device driver

device driver，就是大家常常聽到的驅動程式，是一個允許高階電腦軟體與硬體互動的程式，它建立了一個硬體與硬體，或硬體與軟體溝通的介面，經由主機板上的bus或其它子系統與硬體形成連接的機制，使得user program 可以透過 driver 來使用實體設備，也使得硬體裝置之間可以互相交換資料；透過driver提供一組標準的介面存取硬體，如此使用者的程式便不需要直接與硬體溝通，當更換了不同的硬體，也只需載入不同的driver即可。

Linux device driver

Linux將driver分為三種型態，分別是字元(character device driver)、區塊(block device driver)和網路設備(network device driver)，最常用的是字元裝置，一般而言可當作一般檔案存取，包含基本的open、close、I/O control、read和write等等，以不定長度的字元傳送資料，並依循先後順序存取資料的設備，如印表機、終端機等；而Block Device Driver則不同於character device driver，是以固定大小長度來傳送轉移資料，且大致是可以隨機存取(Random Access)資料的設備，如硬碟機或光碟機等等；而network device driver則是透過TCP/IP做I/O傳輸的裝置，廣義來說並不僅限於網路卡裝置。

Related parts of our lab

這次的lab目標就是了解Linux device driver的結構，會先使用scull來測試、瀏覽driver，然後再在Nitrogen6X板子重複測試。

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目前沒有問題。

GPIO and I2C

Introduction

GPIO

GPIO是General Purpose I/O的縮寫，是一種控制軟體的數位訊號，功能類似8051的P0—P3，其接腳可以供使用者由程式控制自由使用，功能可以大致分為以下三種：

GPI：從外部給CPU訊號，CPU可藉由讀取訊號了解外部狀況。

GPO：與GPI相反，由CPU發出訊號進行控制。

Alternative functon：特定的function，如camera、hdmi、keypad等等，以keypad為例，可以藉由gpio的high or low來mapping按了哪個key。

I²C

I²C是Inter-Integrated Circuit的縮寫，後面其實省略了bus，所以可以翻譯為積體電路匯流排，是一種串列通訊匯流排，使用內送流量備援容錯機制從架構。I2C僅有兩條線路：SDA（Serial Data Line）資料線、SCL（Serial Clock Line）時脈線，所有 I2C 裝置 都並接這兩條線路，連接的（Open Drain）的 I/O 接腳；而I²C在傳送資料過程中共有以下三種類型的信號：

開始信號：SCL為高電位時，SDA由高電位降為低電位，開始傳送資料。

結束信號：SCL為高電位時，SDA由低電位升為高電位，結束傳送資料。

應答信號：接收資料的 IC 在接收到 8bit 資料後，向發送資料的IC發出特定的低電位脈衝，表示已收到資料。 CPU 向受控單元發出一個信號後，等待受控單元發出一個應答信號，CPU 接收到應答信號後，根據實際情況判斷是否 繼續傳遞信號，若未收到應答信號，則判斷受控單元故障。

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這次的lab中會學習如何使用Nitrogen6X板子的GPIO，以及其pin腳的位置編號。

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