Rockchip Developer Guide UART
Rockchip-Developer-Guide-linux4.4-UART
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UART开发指南
发布版本：1.00
作者邮箱：hhb@rock-chips.com
日期：2017.12
文件密级：公开资料
前言
概述
产品版本
芯片名称
内核版本
全部采用linux4.4内核的RK芯片
Linux4.4
读者对象
本文档（本指南）主要适用于以下工程师： 技术支持工程师 软件开发工程师
修订记录
日期
版本
作者
修改说明
2017-12-21
V1.0
洪慧斌
初始发布
UART开发指南
1 Rockchip UART功能特点
2 内核软件
2.1 代码路径
2.2 内核配置
2.3 使能串口设备
2.3.1 使能uart0
2.3.2 驱动设备注册log
2.3.3 串口设备
2.4 DTS节点配置
2.4.1 pinctrl配置
2.4.2 关于DMA的使用
2.4.3 波特率配置说明
3 Linux串口打印
3.1 FIQ debugger, ttyFIQ0设备作为console
3.1.1 使能DTS节点
3.1.2 使能early printk功能
3.1.3 安卓 parameter.txt 配置console设备
3.2 ttySx设备作为console
3.2.1 uart2作为console
3.2.2 使能early printk功能
3.2.3 安卓 parameter.txt 配置console设备
3.3 关掉串口打印功能
3.3.1 去掉或禁止3.1和3.2的所有配置
3.3.2 去掉8250驱动console的配置
3.3.3 安卓去掉recovery对console的使用，否则恢复出场设置的时候会卡住
4 调试串口设备
5 常见问题
1 Rockchip UART功能特点
UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），以下是linux 4.4 uart驱动支持的一些特性︰
最高支持4M波特率
部分串口支持硬件自动流控，部分不支持，详细参看数据手册
支持中断传输模式和DMA传输模式
2 内核软件
2.1 代码路径
采用的是8250通用驱动，类型是16550A
1
drivers/tty/serial/8250/8250_core.c
2
drivers/tty/serial/8250/8250_dma.c
dma实现
3
drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c
design ware ip相关操作
4
drivers/tty/serial/8250/8250_early.c
early console实现
5
drivers/tty/serial/8250/8250_fsl.c
6
drivers/tty/serial/8250/8250.c
7
drivers/tty/serial/8250/8250_port.c
端口相关的接口
8
drivers/tty/serial/earlycon.c
解析命令行参数，并提供注册early con接口
2.2 内核配置
1
Device Drivers
2
‐‐‐>
Character devices
3
‐‐‐>
Serial drivers
‐‐‐>
4
[*] 8250/16550 and compatible serial support
5
[ ]
6
Support 8250_core.* kernel options (DEPRECATED)
[*]
Console on 8250/16550 and compatible serial port
8250串口开启console功
7
[ ]
DMA support for 16550 compatible UART controllers
8
(5)
Maximum number of 8250/16550 serial ports
一般填最大串口数
一般填最大串口数
能
9
(5)
Number of 8250/16550 serial ports to register at runtime
10
[ ]
Extended 8250/16550 serial driver options
11
[*] Support for Synopsys DesignWare 8250 quirks
2.3 使能串口设备
2.3.1 使能uart0
在板级DTS文件里添加以下代码：
1
&uart0 {
2
3
status = "okay";
};
2.3.2 驱动设备注册log
1
[0.464875] Serial: 8250/16550 driver, 5 ports, IRQ sharing disabled
2
[0.466561] ff180000.serial: ttyS0 at MMIO 0xff180000 (irq = 36, base_baud = 1500000) is a
16550A
3
[0.467112] ff1a0000.serial: ttyS2 at MMIO 0xff1a0000 (irq = 37, base_baud = 1500000) is a
16550A
4
[0.467702] ff370000.serial: ttyS4 at MMIO 0xff370000 (irq = 40, base_baud = 1500000) is a
16550A
设备正常注册就是以上log，如果pinctrl跟其他驱动有冲突的话，会报pinctrl配置失败的log。
2.3.3 串口设备
驱动起来后会先注册5个ttySx设备。但如果没有经过2.3.1使能的串口，虽然也有设备节点，但是是不能操作的。
1
1|root@android:/ # ls /dev/tt
2
ttyS0
ttyS1
ttyS2
ttyS3
ttyS4
驱动会根据aliase，来对应串口编号，如下： serial0最终会生成ttyS0，serial3会生成ttyS3设备。
1
aliases {
2
serial0 = &uart0;
3
serial1 = &uart1;
4
serial2 = &uart2;
5
serial3 = &uart3;
6
serial4 = &uart4;
7
};
2.4 DTS节点配置
以uart0 DTS节点为例：
dtsi文件里：
1
uart0: serial@ff180000 {
2
compatible = "rockchip,rk3399‐uart", "snps,dw‐apb‐uart";
3
reg = <0x0 0xff180000 0x0 0x100>;
4
clocks = <&cru SCLK_UART0>, <&cru PCLK_UART0>;
5
clock‐names = "baudclk", "apb_pclk";
6
interrupts = ;
7
reg‐shift = <2>;
8
reg‐io‐width = <4>;
9
dmas = <&dmac_peri 0>, <&dmac_peri 1>;
10
dma‐names = "tx", "rx";
11
pinctrl‐names = "default";
12
pinctrl‐0 = <&uart0xfer &uart0cts &uart0_rts>;
13
status = "disabled";
14
};
板级dts文件添加：
1
&uart0 {
2
3
status = "okay";
};
2.4.1 pinctrl配置
有时一个串口有多组IOMUX配置，需要根据实际使用配置
1
pinctrl‐names = "default";
2
pinctrl‐0 = <&uart0xfer &uart0cts &uart0_rts>;
其中uart0_cts和uart0_rts是硬件流控脚，这只代表引脚有配置为相应的功能脚，并不代表使能硬件流控。使能硬
件流控需要从运用层设置下来。需要注意的是，如果使能流控，uart0_cts和uart0_rts必须同时配上。如果不需要
流控，可以把uart0_cts和uart0_rts去掉。
2.4.2 关于DMA的使用
和中断传输模式相比，使用DMA并不一定能提高传输速度，相反可能略降低传输速度。
因为现在CPU的性能都很高，传输瓶颈在外设，而且启动DMA还会消耗额外的资源。
但整体上看中断模式会占用更多的CPU资源。只有传输数据量很大时，DMA的使用
对CPU负载的减轻效果才会比较明显。
关于DMA使用的几点建议：
如果外接的设备传输数据量不大，请使用默认的中断模式。
如果外接的设备传输数据量较大，可以使用DMA。
如果串口没接自动流控脚，可以使用DMA作为FIFO缓冲，防止数据丢失
需要使用DMA时需要以下配置，如果没有需要自己手动添加：
dma-names = "tx", "rx"; 使能DMA发送和接收
dma-names = "!tx", "!rx"; 禁止DMA发送和接收
dmas = <&dmac_peri 0>, <&dmac_peri 1>; 这里的0和1是外设和DMAC连接的通道号，DMAC通过这个号来识别
外设。通过手册查找Req number，如下图
&dmac_peri要根据手册确认外设属于哪个DMAC，来选择，一般DMAC1是dmac_peri，
DMAC0是dmac_bus。
如下：
1
amba {
2
compatible = "arm,amba‐bus";
3
#address‐cells = <2>;
4
#size‐cells = <2>;
5
ranges;
6
7
dmac_bus: dma‐controller@ff6d0000 {
8
compatible = "arm,pl330", "arm,primecell";
9
reg = <0x0 0xff6d0000 0x0 0x4000>;
10
interrupts = ,
11
;
12
#dma‐cells = <1>;
13
clocks = <&cru ACLK_DMAC0_PERILP>;
14
clock‐names = "apb_pclk";
15
16
peripherals‐req‐type‐burst;
};
17
18
dmac_peri: dma‐controller@ff6e0000 {
compatible = "arm,pl330", "arm,primecell";
19
compatible = "arm,pl330", "arm,primecell";
20
reg = <0x0 0xff6e0000 0x0 0x4000>;
21
interrupts = ,
22
;
23
#dma‐cells = <1>;
24
clocks = <&cru ACLK_DMAC1_PERILP>;
25
clock‐names = "apb_pclk";
26
peripherals‐req‐type‐burst;
27
28
};
};
注意：没开DMA的时候，在使用过程中，会报以下log，也不影响正常使用。
1
[54696.575402] ttyS0 ‐ failed to request DMA
2.4.3 波特率配置说明
波特率=时钟源/16/DIV。（DIV是分频系数）
目前的代码会根据波特率大小来设置时钟，一般1.5M以下的波特率都可以分出来。1.5M以上的波特率，可能会经
过小数分频或整数分频。如果以上都分不出来，则需要修改PLL。但修改PLL有风险，会影响其他模块。可以通过
redmine提需求。
如果在操作串口的时候出现以下log，需要通过打印时钟树来确定串口的时钟设置是否正确。
1
2
[54131.273012] rockchip_fractional_approximation parent_rate(676000000) is low than
rate(48000000)*20, fractional div is not allowed
注意以下命令必须在串口打开的时候打，否则clk可能不准。本次例子串口设置的是3M的波特率，从以下log可以
看出，串口走的是clk_uart4_pmu 整数分频，由676M PLL分出来接近48M的的clk（48M根据上面的公式，是分出
3M波特率的最小时钟）。这虽然有误差，但在允许范围内，这个误差的大小驱动里设定为正负2%。
1
2
3
root@android:/ # cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary | grep uart
clk_uart4_src
clk_uart4_div
1
1
676000000
0 0
1
1
48285715
0 0
4
clk_uart4_pmu
1
1
48285715
0 0
5
clk_uart4_frac
0
0
285257
0 0
1
1
48285715
0 0
6
pclk_uart4_pmu
3 Linux串口打印
3.1 FIQ debugger, ttyFIQ0设备作为console
3.1.1 使能DTS节点
1
fiq_debugger: fiq‐debugger {
2
compatible = "rockchip,fiq‐debugger";
3
rockchip,serial‐id = <2>;
4
rockchip,wake‐irq = <0>;
5
rockchip,irq‐mode‐enable = <0>;
6
rockchip,baudrate = <1500000>;
7
pinctrl‐names = "default";
8
pinctrl‐0 = <&uart2c_xfer>;
9
interrupts = ;
/*设置串口id，如果想换不同的串口就改这个ID*/
/* If 1， uart uses irq instead of fiq */
/* Only 115200 and 1500000 */
/*换了不同的串口后，需要配置iomux*/
/* 配置signal irq，一般可以是该SOC
最大中断号加1 */
10
status = "okay";
11
};
该节点驱动加载后会注册/dev/ttyFIQ0设备，需要注意的是rockchip,serial-id 即便改了，注册的也是ttyFIQ0。
rockchip,irq-mode-enable = <0>; 这个如果为1，串口中断方式采用的是irq，一般不会遇到问题。但如果是0，用
的是FIQ模式，有些带有trust firmeware的平台就需要谨慎用，这可能会因为trust firmeware版本和内核版本不匹
配出问题。
3.1.2 使能early printk功能
添加一下参数，其中0xff1a0000是uart2的物理基地址，不同的串口基地址不一样。
一般后面参数不加115200等波特率，用uboot或loader起来后配置的波特率即可。
如果配了波特率可能会出问题，因为内核early con对这块的支持不是很好。
1
chosen {
2
3
bootargs ="earlycon=uart8250,mmio32,0xff1a0000";
};
3.1.3 安卓 parameter.txt 配置console设备
一般以下参数可以不指定，会用默认的console device，比如上面注册的ttyFIQ0。但如果指定为ttyS2的话，就不
能敲命令了。
1
commandline：androidboot.console=ttyFIQ0
3.2 ttySx设备作为console
3.2.1 uart2作为console
添加以下配置，其中0xff1a0000是uart2的物理基地址，不同的串口基地址不一样。
一般后面参数不加115200等波特率，用uboot或loader起来后配置的波特率即可。
如果配了波特率可能会出问题，因为内核early con对这块的支持不是很好。
1
chosen {
2
bootargs ="console=uart8250,mmio32,0xff1a0000";
3
};
4
5
&uart2 {
6
status = "okay";
7
};
3.2.2 使能early printk功能
1
console=uart8250,mmio32,0xff1a0000
已经包含early printk的功能
3.2.3 安卓 parameter.txt 配置console设备
一般以下参数可以不指定，会用默认的console device，比如上面注册的ttyS2。单如果指定为ttyFIQ0的话，就不
能敲命令了。
1
commandline：androidboot.console=ttyS2
注意 ：3.1和3.2不能同时存在，否则打印有问题
3.3 关掉串口打印功能
3.3.1 去掉或禁止3.1和3.2的所有配置
3.3.2 去掉8250驱动console的配置
1
Device Drivers
2
‐‐‐>
Character devices
3
‐‐‐>
Serial drivers
4
‐‐‐>
[ ] Console on 8250/16550 and compatible serial port
3.3.3 安卓去掉recovery对console的使用，否则恢复出场设置的时候会卡住
1
android/device/rockchip/common/recovery/etc/init.rc
2
service recovery /sbin/recovery
3
#console
4
seclabel u:r:recovery:s0
这个注释掉
4 调试串口设备
调试串口设备最好不要用echo cat等命令来粗鲁地调试，最好用测试的APK软件，或找我司FAE获取ts_uart测试bin
文件。在命令行输入ts_uart会有使用帮助。
1
2
1|root@android:/ # ts_uart
Use the following format to run the HS‐UART TEST PROGRAM
3
ts_uart v1.0
4
For sending data:
5
./ts_uart
6
tx_rx : send data from file (s) or receive data (r) to put in file
7
file_name : file name to send data from or place data in
8
baudrate : baud rate used for TX/RX
9
flow_control : enables (1) or disables (0) Hardware flow control using RTS/CTS lines
10
max_delay : defines delay in seconds between each data burst when sending. Choose 0 for
continuous stream.
11
random_size : enables (1) or disables (0) random size data bursts when sending. Choose 0
for max size.
12
max_delay and random_size are useful for sleep/wakeup over UART testing. ONLY meaningful
when sending data
13
Examples:
14
Sending data (no delays)
15
ts_uart s init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0
16
loop back mode:
17
ts_uart m init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0
18
receive then send
19
ts_uart r init.rc 1500000 0 0 0 /dev/ttyS0
5 常见问题
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