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Rockchip FLEXBUS ADC/DAC 完整指南：并行转换器、DMA 与 IIO

Rockchip FLEXBUS ADC/DAC 完整指南：并行转换器、DMA 与 IIO：保留完整技术章节、代码、参数及原文疑点。

· ArmSoM Editorial · Rockchip source documentation · 9 分钟阅读

本文完整整理原厂技术正文，作为 ArmSoM 平台参考。原文适用范围：RK3576，Linux kernel 6.1。使用前须核对实际板卡、SoC、SDK/BSP 分支、引脚与外设配置；未做板级硬件验证，不代表所有 ArmSoM 板卡均支持。文中输出和数值为原文示例，不是 ArmSoM 实测。

中文保留中文原稿正文，英文保留英文原稿，俄文完整翻译英文正文；代码、注释和命令输出保留源语言。 原稿技术正文没有独立技术配图或表格，没有补造配图。

中英文原稿版本均为 V1.0.0。

操作注意：预留内存、DMA、引脚复用和设备写操作会影响实际硬件。所有命令仅供阅读，未执行硬件读写；先核对原理图、供电、时序和实际设备。DTS 中 xxx 和省略号是原文占位示例，不能直接当作完整配置。

原文待核对：英文 §2.3.1 说明写 iio:device1，但命令和中文说明使用 iio:device2；两份原稿 §2.3.2 的 cd 指向 device0，而下一行提示符是 device2。本文保留这些原值；实际写入前必须通过 name 文件确认 DAC 设备，不能直接照抄设备编号。

来源与修复详见 EDITORIAL-NOTES。官方参考：ArmSoM, Rockchip Linux.

原文产品版本表（PDF p.2；仅表示原稿范围，非板级验证结论）：

芯片名称 内核版本
RK3576 6.1

1. FLEXBUS ADC 模式

1.1 概述

FLEXBUS ADC 模式指的是 FLEXBUS1 对接高速并行 ADC 器件，例如 TI 的 ADS6144（https://www.ti.com.cn/product/cn/ADS6144）、ADI 的 LTC2207（https://www.analog.com/cn/products/ltc2207.html）。不支持 SPI、I2C 等接口类型的 ADC 器件。

时钟频率最高 100MHz

分辨率最高 16-Bit

1.2 配置

1.2.1 硬件配置

只支持将 ADC 器件的 LSB 连接到 FLEXBUS1_D0，例如 10-Bit ADC 连接至 FLEXBUS1_D[9:0]、16-Bit ADC 连接至 FLEXBUS1_D[15:0]

slave 模式为器件向 FLEXBUS1 提供 CLK，master 模式为 FLEXBUS1 向器件提供 CLK

1.2.2 内核配置

FLEXBUS ADC 模式依赖 iio/adc 框架。

Device Drivers -> Multifunction device drivers -> Rockchip Flexbus

Device Drivers -> Industrial I/O support -> Analog to digital converters -> Rockchip Flexbus ADCopmode driver

1.2.3 dtsi 配置

以 RK3576 平台和 RK3576 TEST1 板子，FLEXBUS1 对接 ADC 为例。

rk3576.dtsi 中：

flexbus: flexbus@2a2f0000 {
    ......
    flexbus_adc: adc {
        compatible = "rockchip,flexbus-adc";
        #io-channel-cells = <0>;
        rockchip,slave-mode; // 配置 slave 模式，不配置则为 master 模式
        rockchip,free-sclk; // 配置时钟保持输出，不配置则时钟跟随数据
        rockchip,auto-pad; // 默认配置
        rockchip,cpol; // 配置 CPOL = 1，不配置则为 0
        rockchip,cpha; // 配置 CPHA = 1，不配置则为 0
        rockchip,dfs = <16>; // data frames
        status = "disabled";
    };
    flexbus_dac: dac {
        ......
    };
};

rockchip,slave-mode：配置了为 slave 模式为器件向 FLEXBUS1 提供 CLK；不配置为 master 模式，FLEXBUS1 向器件提供 CLK

rockchip,free-sclk：配置了则时钟一直保持输出，不配置则只在数据传输时输出时钟（该配置仅在master 模式有效）

rockchip,cpol、rockchip,cpha：与 SPI 协议的定义相同，根据器件手册的时序图配置

rockchip,dfs：数据的位宽，仅支持配置成 4、8、16；如果器件分辨率不是 4、8 或 16，需要向上取整；例如对接 14-Bit 分辨率的 ADC 器件时，需要把 rockchip,dfs 配成 16，接收数据时通过软件处理只取 14bit 的数据

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3576-test1.dtsi 中：

&flexbus {
    rockchip,flexbus0-opmode = <ROCKCHIP_FLEXBUS0_OPMODE_xxx>;
    rockchip,flexbus1-opmode = <ROCKCHIP_FLEXBUS1_OPMODE_ADC>; // FLEXBUS1 选择 ADC 模式
    status = "okay"; // 使能 FLEXBUS
};
&flexbus_adc {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&flexbus1m4_csn &flexbus1_clk
             &flexbus1_d0 &flexbus1_d1 &flexbus1_d2 &flexbus1_d3
             &flexbus1_d4 &flexbus1_d5 &flexbus1_d6 &flexbus1_d7
             &flexbus1_d8 &flexbus1_d9 &flexbus1_d10 &flexbus1_d11
             &flexbus1m1_d12 &flexbus1m1_d13 &flexbus1m1_d14 &flexbus1m1_d15>;
// 配置 FLEXBUS1 ADC 模式需要的 IOMUX
    status = "okay"; // 使能 ADC 模式
};

1.2.4 驱动文件

驱动文件为 drivers/iio/adc/rockchip-flexbus-adc.c。

其中 rockchip_flexbus_adc_read_block() 是 read ADC 器件数据的函数，主要操作有：

(1) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_RX_NUM, num_of_dfs);

配置 RX 数量，单位是 dfs（dtsi 中的 rockchip,dfs）

(2) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_DMA_DST_ADDR0, (ulong)dst_phys >> 2);

配置 dst buffer 的物理地址

(3) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_DMA_DST_LEN0, dst_len);

配置 dst buffer 的长度

(4) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_ENR, FLEXBUS_RX_ENR);

Enable RX 传输

(5) wait_for_completion_timeout(&rkfb_adc->completion, FLEXBUS_ADC_TIMEOUT)

等待 RX 传输完成，产生中断（中断处理函数为 rockchip_flexbus_adc_isr()）

(6) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_ENR, FLEXBUS_RX_DIS);

Disable RX 传输

1.3 常用接口

1.3.1 确认 FLEXBUS ADC 对应的 device

例如：

root@rk3576-buildroot:/# cat /sys/bus/iio/devices/iio\:device0/name
2a2f0000.flexbus:adc

说明 FLEXBUS ADC 对应 iio:device0

1.3.2 获取 ADC 值

root@rk3576-buildroot:/# cd /sys/bus/iio/devices/iio\:device0
root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device0# cat in_voltage_raw
33004

1.3.3 获取和修改时钟频率

获取时钟频率：

root@rk3576-buildroot:/# cd /sys/bus/iio/devices/iio\:device0
root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device0# cat in_voltage_sampling_frequency
99000000

说明当前时钟频率为 99MHz。

修改时钟频率：

root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device0# echo 25000000 > in_voltage_sampling_frequency

时钟频率就被改为 25MHz。

Note：

只有 master 模式支持获取和修改时钟频率，slave 模式的 CLK 来源于 ADC 器件

时钟频率最高 100MHz

2. FLEXBUS DAC 模式

2.1 概述

FLEXBUS DAC 模式指的是 FLEXBUS0 对接高速并行 DAC 器件，例如 ADI 的 MAX5885（https://www.analog.com/cn/products/max5885.html）、ADI 的 AD9744（https://www.analog.com/cn/products/ad9744.html）。不支持 SPI、I2C 等接口类型的 DAC 器件。

时钟频率最高 100MHz

分辨率最高 16-Bit

2.2 配置

2.2.1 硬件配置

只支持将 DAC 器件的 LSB 连接到 FLEXBUS0_D0，例如 10-Bit DAC 连接至 FLEXBUS0_D[9:0]、16-Bit DAC 连接至 FLEXBUS0_D[15:0]

2.2.2 内核配置

FLEXBUS DAC 模式依赖 iio/dac 框架。

Device Drivers -> Multifunction device drivers -> Rockchip Flexbus

Device Drivers -> Industrial I/O support -> Digital to analog converters -> Rockchip Flexbus DACopmode driver

2.2.3 dtsi 配置

以 RK3576 平台和 RK3576 TEST1 板子，FLEXBUS0 对接 DAC 为例。

rk3576.dtsi 中：

flexbus: flexbus@2a2f0000 {
    ......
    flexbus_adc: adc {
        ......
    };
    flexbus_dac: dac {
        compatible = "rockchip,flexbus-dac";
        #io-channel-cells = <0>;
        rockchip,free-sclk; // 配置时钟保持输出，不配置则时钟跟随数据
        rockchip,cpol; // 配置 CPOL = 1，不配置则为 0
        rockchip,cpha; // 配置 CPHA = 1，不配置则为 0
        rockchip,dfs = <16>; // data frames
        status = "disabled";
    };
};

rockchip,free-sclk：配置了则时钟一直保持输出，不配置则只在数据传输时输出时钟

rockchip,cpol、rockchip,cpha：与 SPI 协议的定义相同，根据器件手册的时序图配置

rockchip,dfs：数据的位宽，仅支持配置成 4、8、16；如果器件分辨率不是 4、8 或 16，需要向上取整；例如对接 14-Bit 分辨率的 DAC 器件时，需要把 rockchip,dfs 配成 16，发送数据的 bit15、14 补 0

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3576-test1.dtsi 中：

&flexbus {
    rockchip,flexbus0-opmode = <ROCKCHIP_FLEXBUS0_OPMODE_DAC>; // FLEXBUS0 选择 DAC 模式
    rockchip,flexbus1-opmode = <ROCKCHIP_FLEXBUS1_OPMODE_xxx>;
    status = "okay"; // 使能 FLEXBUS
};
&flexbus_dac {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&flexbus0m4_csn &flexbus0_clk
             &flexbus0_d0 &flexbus0_d1 &flexbus0_d2 &flexbus0_d3
             &flexbus0_d4 &flexbus0_d5 &flexbus0_d6 &flexbus0_d7
             &flexbus0_d8 &flexbus0_d9 &flexbus0_d10 &flexbus0_d11
             &flexbus0_d12 &flexbus0m0_d13 &flexbus0m0_d14 &flexbus0m0_d15>;
// 配置 FLEXBUS0 DAC 模式需要的 IOMUX
    status = "okay"; // 使能 DAC 模式
};

2.2.4 驱动文件

驱动文件为 drivers/iio/dac/rockchip-flexbus-dac.c。

其中 rockchip_flexbus_dac_write_block() 是向 DAC 器件发送数据的函数，主要操作有：

(1) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_TX_NUM, num_of_dfs);

配置 TX 数量，单位是 dfs（dtsi 中的 rockchip,dfs）

(2) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_TXWAT_START, val);

配置水线

(3) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_DMA_SRC_ADDR0, (ulong)src_phys >> 2);

配置 src buffer 的物理地址

(4) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_DMA_SRC_LEN0, src_len);

配置 src buffer 的长度

(5) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_ENR, FLEXBUS_TX_ENR);

Enable TX 传输

(6) wait_for_completion_timeout(&rkfb_dac->completion, FLEXBUS_DAC_TIMEOUT)

等待 TX 传输完成，产生中断（中断处理函数为 rockchip_flexbus_dac_isr()）

(7) rockchip_flexbus_writel(rkfb, FLEXBUS_ENR, FLEXBUS_TX_DIS);

Disable TX 传输

2.3 常用接口

2.3.1 确认 FLEXBUS DAC 对应的 device

例如：

root@rk3576-buildroot:/# cat /sys/bus/iio/devices/iio\:device2/name
2a2f0000.flexbus:dac

说明 FLEXBUS DAC 对应 iio:device2

2.3.2 向 DAC 发送数据

root@rk3576-buildroot:/# cd /sys/bus/iio/devices/iio\:device0
root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device2# echo 16383 > out_voltage_raw

2.3.3 获取和修改时钟频率

获取时钟频率：

root@rk3576-buildroot:/# cd /sys/bus/iio/devices/iio\:device2
root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device2# cat out_voltage_sampling_frequency
99000000

说明当前时钟频率为 99MHz。

修改时钟频率：

root@rk3576-buildroot:/sys/bus/iio/devices/iio:device2# echo 25000000 > out_voltage_sampling_frequency

时钟频率就被改为 25MHz。

Note：

时钟频率最高 100MHz

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