有時(shí)會(huì)需要擴(kuò)展多個(gè)CAN接口，在CAN設(shè)備比較多的時(shí)候作分組控制。這里使用imx6q芯片，它本身已經(jīng)自帶了兩個(gè)CAN接口，如果需再擴(kuò)展4個(gè)接口，就要想想辦法了。sja1000是一個(gè)經(jīng)典的CAN控制器，穩(wěn)定可靠，由于它在業(yè)界使用方案比較成熟，用它來擴(kuò)展再好不過。imx6q作為一款性能強(qiáng)大的處理器，擴(kuò)展sja1000這種相對慢速的芯片，著實(shí)有點(diǎn)屈才。可是沒辦法，項(xiàng)目需要，就像PCIE轉(zhuǎn)ISA，或者USB轉(zhuǎn)PCIE一樣，效率并不是最重要的，硬件的兼容性和軟件的易維護(hù)性同樣重要。
這篇文檔分硬件部分和軟件部分來介紹下imx6q如何來與sja1000芯片組合應(yīng)用起來，主要實(shí)現(xiàn)了通過imx6芯片的eim總線外擴(kuò)4個(gè)sja1000 can控制器的功能。
一、硬件部分
首先來一張sja1000芯片的經(jīng)典電路，是與8051單片機(jī)配合使用的。

看到這張圖，是不是首先就想到了8051單片機(jī)的P0腳，還記得當(dāng)時(shí)剛剛接觸51單片機(jī)時(shí)，還會(huì)對P0與P1/P2/P3引腳的特性不同有些困惑。P0腳是3態(tài)的，可以應(yīng)用在地址/數(shù)據(jù)總線。51單片機(jī)就是通過P0接口來擴(kuò)展些SRAM、ROM啥的。這個(gè)電路圖中，就是一個(gè)典型的外擴(kuò)SRAM的接法：P0做地址/數(shù)據(jù)總線，P2.7獨(dú)立GPIO控制CS腳（CS腳為低SJA1000芯片才工作），ALE/RO/WE是讀寫控制信號，INT中斷腳接到P3.2接口上。從而可以看出，sja1000芯片留給外部的接口就是一個(gè)SRAM接口（CPU通過總線讀寫sja1000芯片的寄存器來控制），只要CPU有能夠擴(kuò)展SRAM的總線接口，那么就能外擴(kuò)sja1000芯片。那么imx6芯片有沒有類似的總線呢？
答案是肯定的，imx6系列芯片功能豐富，性能爆表，區(qū)區(qū)一個(gè)SRAM總線接口，怎會(huì)沒有。imx6芯片帶有WEIM接口，支持16/32bit的地址/數(shù)據(jù)總線混合模式，不過地址線最高為27bit，這個(gè)接口可靈活配置地址/數(shù)據(jù)端口，支持外接SRAM、NorFalsh和OneNAND等設(shè)備，先來看一張典型的imx6芯片的EIM接口圖。

EIM總線地址總線引腳范圍為EIM_DA0_15、EIM_A16_26，數(shù)據(jù)總線引腳范圍為EIM_DA0_15、EIM_D16_31（圖中有些引腳沒有引出）。sja1000與之相連，可以是地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用的方式，也可以是地址總線與數(shù)據(jù)總線分離的方式（通過配置地址和數(shù)據(jù)引腳端口）。從電路簡潔性上講，當(dāng)然采用復(fù)用的方式，就像51單片機(jī)的P0接口一樣。有些芯片的SRAM接口并不支持地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用，與sja1000芯片相接時(shí)需要在電路上加邏輯器件，這個(gè)在另一篇文檔中再寫吧。
imx6芯片手冊中指出，EIM總線只支持16/32bit的復(fù)用方式，通過EIM_CSnGCR1寄存器來配置，如下圖。

EIM總線與sja1000這種8位的SRAM接口類型芯片相連，用16bit的multiplexing模式搓搓有余。可以16位的總線來訪問8位總線存儲(chǔ)器時(shí)，會(huì)有地址無法對齊的尷尬情況。舉個(gè)例子說，16位總線讀地址0x0000時(shí)（忽略基地址），read_byte()讀的是D0_7這一組的電平值，讀地址0x0001時(shí)，read_byte()，讀的是D8_15這一組的電平值，反之寫操作也是一樣。那么16位總線與sja1000相連時(shí)，如果只用DA0_7腳，必然導(dǎo)致雖偶地址訪問正常，奇地址訪問不到的情況。這個(gè)也好解決，我們用DA1_8引腳就可以了。整個(gè)連接起來如下圖的樣子。

其中EIM_nOE、EIM_nWE和EIM_LBA與51單片機(jī)的WR、RD和ALE類似，DA1_8為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線的0_7位，DA9_12則用來當(dāng)4個(gè)CS信號線用（接了4片SJA1000芯片），EIM總線有CS0_3，不過被其它功能引腳復(fù)用占了，這里就只能這么干了。至于RST和INT線，隨便找?guī)讉€(gè)GPIO就行。
接下來簡單分析下硬件時(shí)序，先看sja1000芯片的讀時(shí)序。

從圖中可以看出，讀操作周期中，主機(jī)端先給出要讀的地址（AD0_7上產(chǎn)生），然后拉低ALE信號，提示sja1000設(shè)備進(jìn)行地址鎖存，拉低CS信號，使能sja1000設(shè)備，最后拉低RD信號，釋放地址/數(shù)據(jù)總線。sja1000設(shè)備在t_RLQV時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，然后寫在數(shù)據(jù)總線上。主機(jī)在t_W/R時(shí)間后，拉高RD信號，讀取地址/總線上的數(shù)據(jù)，拉高CS線，完成一個(gè)讀操作周期。整個(gè)讀操作周期中WR信號為高。寫操作周期與之類似，如下圖所示。

同樣，主機(jī)端準(zhǔn)備好地址信號，拉低ALE信號、CS信號，然后拉低WR信號，提示sja1000設(shè)備將進(jìn)行寫操作。之后主機(jī)端在地址/總線上寫數(shù)據(jù)信號，等待t_DVWH后，拉高WR信號線，在t_WHDX時(shí)間后釋放總線。sja100設(shè)備在拉高WR信號的時(shí)候進(jìn)行接收數(shù)據(jù)。
二、軟件部分
這里使用的是3.14.28版本linux內(nèi)核，由于支持設(shè)備樹，為驅(qū)動(dòng)程序的編寫帶來了很多便利。首先修改dts文件，使能WEIM總線，并配置需要用到的功能引腳、GPIO、中斷引腳。

&weim {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_weim>;status = "okay"; }; &iomuxc {pinctrl_weim: weim1grp {fsl,pins = <MX6QDL_PAD_EIM_OE__EIM_OE_B 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_RW__EIM_RW 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_CS0__EIM_CS0_B 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_LBA__EIM_LBA_B 0x9091/* SJA1000_RST */MX6QDL_PAD_EIM_EB0__GPIO2_IO28 0x9091/* SJA1000 INT */MX6QDL_PAD_DI0_DISP_CLK__GPIO4_IO16 0x9091MX6QDL_PAD_DI0_PIN15__GPIO4_IO17 0x9091MX6QDL_PAD_DI0_PIN2__GPIO4_IO18 0x9091MX6QDL_PAD_DI0_PIN3__GPIO4_IO19 0x9091/* SJA1000 LED */MX6QDL_PAD_DISP0_DAT5__GPIO4_IO26 0x80000000MX6QDL_PAD_DISP0_DAT6__GPIO4_IO27 0x80000000MX6QDL_PAD_DISP0_DAT7__GPIO4_IO28 0x80000000MX6QDL_PAD_DISP0_DAT8__GPIO4_IO29 0x80000000/* SJA1000_ADDA */MX6QDL_PAD_EIM_DA0__EIM_AD00 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA1__EIM_AD01 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA2__EIM_AD02 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA3__EIM_AD03 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA4__EIM_AD04 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA5__EIM_AD05 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA6__EIM_AD06 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA7__EIM_AD07 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA8__EIM_AD08 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA9__EIM_AD09 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA10__EIM_AD10 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA11__EIM_AD11 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA12__EIM_AD12 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA13__EIM_AD13 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA14__EIM_AD14 0x9091MX6QDL_PAD_EIM_DA15__EIM_AD15 0x9091>;};}; };

weim總線中配置的引腳有 EIM_DA0_15（只用到DA1_12）、EIM_OE、EIM_RW、EIM_LBA、EIM_CS0（cs線由高位地址線取代，這里無用），sja1000驅(qū)動(dòng)中添加了四個(gè)中斷引腳（對應(yīng)4個(gè)sja1000芯片）、4個(gè)LED gpio（CAN通信指示燈用）、RST GPIO（產(chǎn)生硬復(fù)位信號，一般不用）。接下來看sja1000驅(qū)動(dòng)需要添加的dts文件內(nèi)容。

/ {sja1000@08001C00 {compatible = "weim,sja1000";reg = <0x08001C00 0x1FF>;nxp,external-clock-frequency = <16000000>;nxp,tx-output-config = <0x16>;nxp,no-comparator-bypass;interrupt-parent = <&gpio4>;interrupts = <16 0>;int-gpios = <&gpio4 16 0>;rst-gpios = <&gpio2 28 0>;led-gpios = <&gpio4 26 0>;};sja1000@08001A00 {compatible = "weim,sja1000";reg = <0x08001A00 0x1FF>;nxp,external-clock-frequency = <16000000>;nxp,tx-output-config = <0x16>;nxp,no-comparator-bypass;interrupt-parent = <&gpio4>;interrupts = <17 0>;int-gpios = <&gpio4 17 0>;led-gpios = <&gpio4 27 0>;};sja1000@08001600 {compatible = "weim,sja1000";reg = <0x08001600 0x1FF>;nxp,external-clock-frequency = <16000000>;nxp,tx-output-config = <0x16>;nxp,no-comparator-bypass;interrupt-parent = <&gpio4>;interrupts = <18 0>;int-gpios = <&gpio4 18 0>;led-gpios = <&gpio4 28 0>;};sja1000@08000E00 {compatible = "weim,sja1000";reg = <0x08000E00 0x1FF>;nxp,external-clock-frequency = <16000000>;nxp,tx-output-config = <0x16>;nxp,no-comparator-bypass;interrupt-parent = <&gpio4>;interrupts = <19 0>;int-gpios = <&gpio4 19 0>;led-gpios = <&gpio4 29 0>;}; };

四片sja1000芯片的基地址計(jì)算方式：weim總線的基地址為0x08000000，第一片sja1000芯片讀寫時(shí)DA1_8 對應(yīng)地址/數(shù)據(jù)總線的D0_7，地址范圍為 0x08000000~0x080001FF（忽略DA0的信號），由于DA9_12充當(dāng)CS信號，讀寫第一片sja1000芯片時(shí)，需要保持DA9為0、DA10為1、DA11為1、DA12為1，從而第一片sja1000芯片的基地址為0x08001C00。同理，第二三四片sja1000芯片的基地址分別為 0x08001A00 、0x08001600、0x08000E00。
dts資源配置好后，需要在對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序中正確引用。linux內(nèi)核中已經(jīng)有了sja1000_platform驅(qū)動(dòng)（位于driver/net/can/sja1000目錄下），直接在它的基礎(chǔ)上修改下就行。
1. of_device_id添加
這里是為了驅(qū)動(dòng)能與dts文件中“weim,sja1000”資源匹配。

static struct of_device_id sp_of_table[] = {{.compatible = "weim,sja1000"},{}, }; MODULE_DEVICE_TABLE(of, sp_of_table);static struct platform_driver sp_driver = {.probe = sp_probe,.remove = sp_remove,.driver = {.name = DRV_NAME,.owner = THIS_MODULE,.of_match_table = sp_of_table,}, };

2. 初始化weim總線
這里通過修改寄存器完成，程序在加載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)調(diào)用，主要配置weim時(shí)鐘、中斷、地址/數(shù)據(jù)總線端口、時(shí)序控制等，詳見imx6數(shù)據(jù)手冊。

static int __init sp_init(void) {mx6q_setup_weimcs();return platform_driver_register(&sp_driver); } module_init(sp_init); void mx6q_setup_weimcs(void) {unsigned int reg;void __iomem *eim_reg = ioremap(WEIM_BASE_ADDR, 0x20);void __iomem *ccm_reg = ioremap(CCM_BASE_ADDR, 0x80);if(!eim_reg){printk("error iomem eim_reg\n");}if(!ccm_reg){printk("error iomem ccm_reg\n");}// divicer for aclk_eim_slowreg = readl(ccm_reg + 0x1C);reg &= ~(0x60000000);reg |= 0x00380000;writel(reg, ccm_reg + 0x1C);/* CLKCTL_CCGR6: Set emi_slow_clock to be on in all modes */reg = readl(ccm_reg + 0x80);reg |= 0x00000C00;writel(reg, ccm_reg + 0x80);/* CS0GCR1:* [22-20 CSREC: minimum EIM clock cycles width of CS, OE and WE signals]* DSZ[16:18]:001 16 bit port resides on DATA[15:0]* EIM Operation Mode: MUM=1, SRD = SWR = 0.* (Async write/Async page read, multiplexed)*/writel(0x07f13039, eim_reg);writel(0x00001002, eim_reg + 0x00000004);/* CS0RCR1:* Bit 31 30 29 28--27 26 25 24--23 22 21 20--19 18 17 16* 0 RWSC 0 RADVA RAL RADVN* Bit 15 14 13 12--11 10 9--8 7 6 5 4--3 2 1 0* 0 OEA 0 OEN 0 RCSA 0 RCSN* CS0RCR2:* APR = 0 (Async Page Read); [15]* PAT = 7 (9 EIM clock sycles) [12:14]* RBEA = 7 (Read BE Assertion) [4:6]* RBE = 1 (Read BE enable) [3]* RBEN = 7 (Read BE Negation) [0:2]*/writel(0x18683372, eim_reg + 0x00000008);writel(0x00000068, eim_reg + 0x0000000C);/** For EIM Write Configuration registers.** CS0WCR1:* Bit 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20--19 18 17 16--15* WAL WBED WWSC WADVA WADVN WBEA* 1 1 01 1000 011 0--00 11--1* Bit 14 13 12 11 10 9 8-- 7 6 5 4 3 2 1 0* WBEN WEA WEN WCSA WCSN* 111 111 1--11 100 110* CS0WCR2:* WBCDD = 0*/writel(0xd863ffe6, eim_reg + 0x00000010);writel(0x00000000, eim_reg + 0x00000014);printk("WEIM init end, CS0GCR1_is %x\n", readl(eim_reg));iounmap(eim_reg);iounmap(ccm_reg); }

3、probe函數(shù)修改
probe函數(shù)中主要針對添加了rst引腳和led引腳，其它未做改變。可以看到，probe函數(shù)中，申請了sja1000設(shè)備的總線資源，根據(jù)GPIO中斷引腳號申請了終端，然后將platform設(shè)備注冊到sja1000驅(qū)動(dòng)中。

static int sp_probe(struct platform_device *pdev) {...res_mem = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);if (!res_mem)return -ENODEV;if (!devm_request_mem_region(&pdev->dev, res_mem->start, resource_size(res_mem), DRV_NAME))return -EBUSY;addr = devm_ioremap_nocache(&pdev->dev, res_mem->start, resource_size(res_mem));if (!addr)return -ENOMEM;if (of){reset_pin = of_get_named_gpio(of, "rst-gpios", 0);irq_pin = of_get_named_gpio(of, "int-gpios", 0);led_pin = of_get_named_gpio(of, "led-gpios", 0);irq = irq_of_parse_and_map(of, 0);if(gpio_is_valid(reset_pin)) {err = devm_gpio_request_one(&pdev->dev, reset_pin,GPIOF_OUT_INIT_HIGH, "sja1000 reset");if (err) {dev_err(&pdev->dev,"Failed to request GPIO %d as reset pin, error %d\n",reset_pin, err);}}if(gpio_is_valid(irq_pin)){err = devm_gpio_request_one(&pdev->dev, irq_pin,GPIOF_IN, "sja1000 int");if (err) {dev_err(&pdev->dev,"Failed to request GPIO %d as irq pin, error %d\n",irq_pin, err);}}if(gpio_is_valid(led_pin)) {err = devm_gpio_request_one(&pdev->dev, led_pin,GPIOF_OUT_INIT_LOW, "sja1000 led");if (err) {dev_err(&pdev->dev,"Failed to request GPIO %d as led pin, error %d\n",irq_pin, err);}}}else{res_irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);}...dev = alloc_sja1000dev(0);...priv = netdev_priv(dev);if (res_irq) {irq = res_irq->start;priv->irq_flags = res_irq->flags & IRQF_TRIGGER_MASK;if (res_irq->flags & IORESOURCE_IRQ_SHAREABLE)priv->irq_flags |= IRQF_SHARED;} else {priv->irq_flags |= IRQF_TRIGGER_LOW;}dev->irq = irq;priv->reg_base = addr;priv->irq_pin = irq_pin;priv->reset_pin = reset_pin;priv->led_pin = led_pin;priv->led_status = 0;priv->wdataOffset = res_mem->start - 0x08000000; /* add write data offset */if (of)sp_populate_of(priv, of);elsesp_populate(priv, pdata, res_mem->flags);platform_set_drvdata(pdev, dev);SET_NETDEV_DEV(dev, &pdev->dev);err = register_sja1000dev(dev);... }

4. read/write 地址偏移
由于使用的是DA1_8引腳（DA9_12充當(dāng)了CS信號），其讀寫地址肯定不能直接在基地址上了。修改sja100_platform中的write8和read8函數(shù)，完成讀寫的地址偏移。

static u8 sp_read_reg8(const struct sja1000_priv *priv, int reg) {u16 data;data = ioread16(priv->reg_base + reg*2);return data>>1; }static void sp_write_reg8(const struct sja1000_priv *priv, int reg, u8 val) {u16 data=val;data = data*2;iowrite16(data + priv->wdataOffset, priv->reg_base + reg*2); }

完整的驅(qū)動(dòng)程序見https://gitee.com/westlor/imx6_sja1000。
如有錯(cuò)誤請指正。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的imx6芯片通过EIM总线外扩多路sja1000 CAN控制器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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