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K1 JOH5.0 驱动开发说明

Sensor 驱动开发

概述​

Sensor 是较为常见的输入设备，用于感知环境状态，从而实现相应的响应。相较于原始的 Linux 驱动模式，OH 在 HDF（Hardware Driver Foundation）层实现 Sensor 的驱动。这种实现方式能够实现一次开发，支持在不同的内核环境部署，比如轻量级系统、小系统或者标准 Linux 系统。此外，在 HDF 框架中，对于不同的驱动能够实现统一管理，每一个驱动都对外能够提供服务，对应用层来说，只需调用 HDI（Hardware Device Interface）接口即可获取驱动服务的能力。

Sensor 驱动模型​

OpenHarmony 中基于 HDF 驱动框架的 Sensor 驱动模型如下：

Sensor 驱动模型屏蔽硬件器件差异，为上层 Sensor 服务系统提供稳定的 Sensor 基础能力接口，包括 Sensor 列表查询、Sensor 启停、Sensor 订阅及取消订阅、Sensor 参数配置等功能。

Sensor 设备驱动的开发是在 HDF 驱动框架基础上，结合操作系统抽象层（OSAL, Operating System Abstraction Layer）和平台驱动接口（比如 I2C/SPI/UART 总线等平台资源）能力，屏蔽不同操作系统和平台总线资源差异，实现 Sensor 驱动“一次开发，多系统部署”的目标。

OpenHarmony 中 Sensor 驱动模型分为以下层级：

  • Hardware：此层决定了 Sensor 设备与 CPU 是如何连接的，外设使用何种方式（比如 I2C、SPI、GPIO 等）进行通讯等等。
  • Driver：该层实现硬件外设驱动，包括 HdfDriverEntry 中的 bindInit、realese 函数，以及数据 OpsCall 里面的 ReadData。
  • HDI：接口定义与实现。接口主要包括所有 Sensor 信息查询、Sensor 启停、Sensor 订阅/取消订阅、Sensor 参数配置等稳定的接口，简化服务开发。
  • Framework：上层 Sensor 服务。

HCS 配置​

对于不同的平台，需要在对应的平台目录修改对应的 hcs 文件，下面示例为 MusePaper 平台下新增 sensor 模块的修改方法。

配置 device_info.hcs​

  • 文件路径：vendor/spacemit/musepaper/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs
  • 配置说明：在 device_info.hcs 中添加以下信息。
  • 主要字段说明：
  • policy：服务策略。取值“0”表示不发布服务，取值“1”表示向内核态发布服务，取值“2”表示向用户态发布服务。
  • moduleName：与驱动实现的 HdfDriverEntry 结构体中的 moduleName 相同。
  • deviceMatchAttr：驱动的私有配置信息。
  • serviceName：服务名称，最终会在/dev/节点下生成 serviceName 的节点（生成节点的前提条件是 policy 配置为大于等于 1）。

配置 sensor_config.hcs​

  • 文件路径：vendor/spacemit/musepaper/hdf_config/khdf/sensor/sensor_config.hcs
  • 配置说明：在 sensor_config.hcs 中添加如下内容：#include"accel/accel_qm8658_config.hcs"

配置 accel_qm8658_config.hcs​

  • 文件路径：vendor/spacemit/musepaper/hdf_config/khdf/sensor/accel/accel_qm8658_config.hcs
  • 配置说明：
  • 新增文件夹 accel，并新建文件 accel_qm8658_config.hcs，文件内容如下：
#include"../sensor_common.hcs"
root{
    accel_qm8658_chip_config:sensorConfig{
        match_attr="hdf_sensor_accel_qm8658_driver";
        sensorInfo::sensorDeviceInfo{
            sensorName="accelerometer";
            vendorName="qmi8658";//maxstringlengthis16bytes
            sensorTypeId=1; //enum SensorTypeTag
            sensorId=1;//userdefinesensorid
            power=230;
        }
        sensorBusConfig::sensorBusInfo{
            busType=0; //0:i2c1:spi
            busNum=3;
            busAddr=0x6a;
            regWidth=1;//1btye
        }
        sensorIdAttr::sensorIdInfo{
            chipName="qm8658";
            chipIdRegister=0x00;
            chipIdValue=0x05;
        }
        sensorRegConfig{
            /*regAddr:registeraddress
            value:configregistervalue
            len:sizeofvalue
            mask:maskofvalue
            delay:configregisterdelaytime(ms)
            opsType:enumSensorOpsType0-none1-read2-write3-read_check4-update_bit
            calType:enumSensorBitCalType0-none1-set2-revert3-xor4-leftshift5-rightshift
            shiftNum:shiftbits
            debug:0-nodebug1-debug
            save:0-nosave1-save
            */
            /*regAddr,value,mask,len,delay,opsType,calType,shiftNum,debug,save*/
            initSeqConfig=[
                0x02,0x78, 0xff,1,5, 2,0,0,0,0,
                0x03,0x26, 0xff,1,5, 2,0,0,0,0,
                0x08,0x00,0x03,1,5, 2,0,0,0,0
            ];
            enableSeqConfig=[
                0x08,0x01,0x03,1,5, 2,0,0,0,0
            ];
            disableSeqConfig=[
                0x08,0x00,0x03,1,5, 2,0,0,0,0
            ];
        }
    }
}

编译选项修改​

  1. 在 drivers/adapter/khdf/linux/model/sensor/Kconfig 中添加以下内容：
config DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_QM8658
    bool "Enable HDF accel qm8658 sensor driver"
    default n
    depends on DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL
    help
        Answer Y to enable HDF accel qm8658 sensor driver.
  1. 在 drivers/adapter/khdf/linux/model/sensor/Makefile 中添加以下内容：
obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_QM8658)+=$(SENSOR_ROOT_DIR)/chipset/accel/accel_qm8658.o
  1. 修改 Makefile 对应的驱动实现文件如下：
  • drivers/framework/model/sensor/driver/chipset/accel/accel_qm8658.c
  • drivers/framework/model/sensor/driver/chipset/accel/accel_qm8658.h
  1. 内核 defconfig 配置

在 kernel/linux/spacemit_kernel-6.6/arch/riscv/configs/k1_defconfig 文件中添加以下内容：

CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR=y
CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL=y
CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_QM8658=y

应用代码目录说明​

Sensor 驱动对外服务的接口实现均在 drivers/peripheral/sensor 路径下，该目录对应的功能说明如下：

/drivers/peripheral/sensor
├── hal
    └── include
    └── src
├── interfaces
    └── include
├── test
    └── unit
  • hal：sensor 模块 hal 层代码
  • include：sensor 模块 hal 层内部头文件
  • src：sensor 模块 hal 层代码的实现
  • interfaces：sensor 模块对上层服务提供的驱动能力接口
  • include：sensor 模块对外提供的接口定义
  • test：sensor 模块测试代码
  • unit：sensor 模块单元测试代码

常见问题处理​

  1. 确认 HCS 配置的准确性，包括 I2C 总线、Sensor 寄存器初始化、Sensor 使能等信息。
  2. 确认是否修改了编译选项，使其正常编译进去。
  3. 若应用使能不上，确认模块是否要配置权限，以及是否要 touch hdf.hcs 更改时间戳。

TouchScreen 驱动开发

概述​

TouchScreen 是较为常见的输入设备，用于感知用户对屏幕的触摸，从而实现相应的响应。相较于原始的 Linux 驱动模式，OpenHarmony 在 HDF 层实现 TouchScreen 的驱动，这种实现方式能够实现一次开发，支持在不同的内核环境部署，比如轻量级系统、小系统或者标准 Linux 系统。此外，在 HDF 框架中，对于不同的驱动能够实现统一管理，每一个驱动都对外能够提供服务，对应用层来说，只需调用 HDI 接口即可获取驱动服务的能力。

TouchScreen 驱动模型​

OpenHarmony 中基于 HDF 驱动框架的 TouchScreen 驱动模型如下：

OpenHarmony 中的 TouchScreen 驱动模型分为以下层级：

  • Hardware：此层决定了 TouchScreen 设备与 CPU 是如何连接的，外设通过哪些 IO 口进行配置，使用何种方式（比如 I2C、SPI、UART 等）进行通讯等等。
  • Kernel：该层主要是根据项目的需求，选择合适的内核（Linux/LiteOS/RTOS）；其中 Kernel 层中的 OSAL APIs 主要是将不同内核的做归一化处理，为 HDF Drivers 层提供标准化的操作接口，最大限度的屏蔽了不同内核之间的差异导致上层的修改。
  • HDF Drivers：该层实现硬件外设驱动，完成不同外设的初始化，比如 TouchScreen 需要实现 struct TouchChipOps ops 中的 Init、Detect、Resume、Suspend、DataHandle、UpdateFirmware 函数。
  • Input HDI：该层实现了 TouchScreen 设备管理、业务控制、数据上报等驱动接口能力，为上层提供了硬件驱动能力。
  • Framework：上层 TouchScreen 服务。

HCS 配置​

对于不同的平台，需要在对应的平台目录修改对应的 hcs 文件，下面示例为 MUSEPaper 平台下新增 GT9271 触摸屏的修改方法。

配置 device_info.hcs​

  • 文件路径：vendor/spacemit/musepaper/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs
  • 配置说明：在 device_info.hcs 中添加以下内容。
  • 主要字段说明：
  • policy：服务策略。取值“0”表示不发布服务，取值“1”表示向内核态发布服务，取值“2”表示向内核用户态发布服务。
  • moduleName：与驱动实现的 HdfDriverEntry 结构体中的 moduleName 相同。
  • deviceMatchAttr：驱动的私有配置信息。
  • serviceName：服务名称，最终会在/dev/节点下生成 serviceName 的节点（生成节点的前提条件是 policy 配置为大于等于 1）。

配置 input_config.hcs​

  • 文件路径：vendor/spacemit/musepaper/hdf_config/khdf/input/input_config.hcs
  • 配置说明：在 input_config.hcs 中修改如下配置。

修改配置​

在 chipConfig 字段中新增 chip4，表示新增的一个触摸屏驱动。

编译选项修改​

下面以新增触摸屏 GT9271 的驱动为例介绍相关的编译选项修改。

在 drivers/adapter/khdf/linux/model/input/Kconfig 中新增如下内容：

config DRIVERS_HDF_TP_10P10_GT9271
    bool "Enable HDF tp10P10 GT9271

UART 驱动开发

概述​

UART 指通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。在 HDF 框架中，UART 的接口适配模式采用独立服务模式。

在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问。设备管理器收到 API 的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。

独立服务模式的优势在于可以直接借助 HDFDeviceManager 的服务管理能力，但也存在一定的不足，即需要为每个设备单独配置设备节点，这会增加内存占用。

UART 独立服务模式结构图如下图所示。

DTS 配置​

配置说明

配置相应的串口设备节点，例如配置串口 2：

&uart2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart2>;
    status = "okay";
};

HCS 配置​

对于不同的平台，需要在对应的平台目录修改对应的 hcs 文件。

配置 device_info.hcs​

文件路径

vendor/spacemit/xxx/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs

配置说明

在 device_info.hcs 中添加以下内容：

在配置过程中需要注意如下几点：

  • Policy：设置节点隐藏或显示。取值“1”表示隐藏，即在 dev 目录下不显示 HDF 节点；取值“2”表示显示，即在 dev 目录下显示 HDF 节点。
  • Permission：文件权限。
  • Priority：启动顺序，数值越大启动越晚。
  • serviceName 中“HDF_PLATFORM_UART_2”的后缀 “2”：对应应用 open 函数的 port 参数。
  • deviceMatchAttr：与 rk3568_uart_config.hcs 中的 match_attr 取值必须一致。

配置 rk3568_uart_config.hcs​

文件路径

vendor/spacemit/xxx/hdf_config/khdf/platform/rk3568_uart_config.hcs

配置说明

在 rk3568_uart_config.hcs 修改如下：

在配置过程中需要注意如下几点：

  • device_uart_0x0002 中的后缀“0x0002”：为串口编号，从 0x0000 开始排序。
  • Num：与 driver_name 值“ttyS”组成驱动设备名，例如 ttyS9。

如果驱动设备名不以 ttyS 开头，例如 RK3568A 板的串口 A ~ D 的驱动设备名以 ttyXRUSB 开头，此时需要额外增加对 driver_name 的修改。例如：

device_uart_0x0002 :: uart_device {
    num = 9;
    driver_name = "ttyXRUSB"
    match_attr = "rockchip_rk3568_uart_9";
}

如果不增加对 driver_name 的修改，则默认使用 template 中的 driver_name 值，即“ttyS”。

应用使用流程​

UART 的 API 接口使用，详见 OHOS 的 API 文档。

常用的 UART API 说明如下：

  • uartOpen(port: number)：其中，port 为“配置 device_info.hcs”章节中 serviceName 的后缀数字。
  • uartSetBaud：设置指定串口的波特率。
  • uartSetAttribute：设置指定串口的基本属性。

常见问题处理​

  • 确认 /dev/ 下面是否有 tty 的设备生成。如果没有生成，请参考“DTS 配置”章节检查配置。
  • 确认 /dev/ 下面是否有 HDF_PLATFORM_UART_x 生成（x 为配置的 service_name）。如果没有生成，请参考“HCS 配置”章节检查配置。

数据读写不生效：

  • 将 RX 和 TX 短接，通过两个 hdc 终端去测试，一个 cat tty 节点，一个 echo tty 节点。如果 cat 端收不到数据：
  • 请确认“DTS 配置”章节中的 pinctrl - 0 选择了正确的串口 pin 脚。
  • 检查并确保硬件电路正常。

发送正常，读数据丢失：

  • 请检查是否有其他应用在抢数据。
  • 检查是否存在硬件干扰。

引用自 进迭时空开发者文档