Vizualizare sursă pentru „I2C”

Acest articol are legătură cu proiectul [[Hat nod mobil pentru RPI 4.0 (THT)]].
Pentru configurare [[Instalare Svxlink|SvxLink]], click aici.
==Detecție EEPROM==
===Condiții inițiale===
Detecția dispozitivelor I2C se face cu comanda:
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ i2cdetect -l
</syntaxhighlight>
<code>i2cdetect</code> face parte din pachetul <code>i2c-tools</code>. Se testează dacă este instalat cu comanda <code>dpkg -l i2c-tools</code>. Dacă acest pachet nu este instalat, se folosește secvența:
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ sudo apt-get update -y
tom@rpi-yo3iti:~ $ sudo apt-get install -y i2c-tools
</syntaxhighlight>
Este o idee bună să se facă un update cu <code>sudo apt-get update -y</code>înainte de orice instalare. Iată ce afișează comanda <code>dpkg -l i2c-tools</code> în cazul meu:
<syntaxhighlight lang="console">
Desired=Unknown/Install/Remove/Purge/Hold
| Status=Not/Inst/Conf-files/Unpacked/halF-conf/Half-inst/trig-aWait/Trig-pend
|/ Err?=(none)/Reinst-required (Status,Err: uppercase=bad)
||/ Name           Version      Architecture Description
+++-==============-============-============-========================================
ii  i2c-tools      4.1-1        armhf        heterogeneous set of I2C tools for Linux
</syntaxhighlight>

===Probing===
În cazul [[Hat nod mobil pentru RPI 4.0 (THT)|plăcii mele]], ne interesează doar ''bus''-ul <code>i2c-0</code> pe care am montat un EEPROM la pinii 27 și 28 ai RPi (<code>BCM0</code> și <code>BCM1</code>).
<syntaxhighlight lang="bash" highlight="3">
i2c-1	i2c       	bcm2835 (i2c@7e804000)          	I2C adapter
i2c-11	i2c       	bcm2835 (i2c@7e205000)          	I2C adapter
i2c-0	i2c       	i2c-11-mux (chan_id 0)          	I2C adapter
i2c-10	i2c       	i2c-11-mux (chan_id 1)          	I2C adapter
</syntaxhighlight>
Apropos, comanda <code>pinout</code> oferă o imagine simpatică cu toții pinii RPi:
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ pinout
,--------------------------------.
| oooooooooooooooooooo J8   +======
| 1ooooooooooooooooooo  PoE |   Net
|  Wi                    oo +======
|  Fi  Pi Model 4B  V1.2 oo      |
|        ,----.               +====
| |D|    |SoC |               |USB3
| |S|    |    |               +====
| |I|    `----'                  |
|                   |C|       +====
|                   |S|       |USB2
| pwr   |HD|   |HD| |I||A|    +====
`-| |---|MI|---|MI|----|V|-------'

Revision           : c03112
SoC                : BCM2711
RAM                : 4096Mb
Storage            : MicroSD
USB ports          : 4 (excluding power)
Ethernet ports     : 1
Wi-fi              : True
Bluetooth          : True
Camera ports (CSI) : 1
Display ports (DSI): 1

J8:
   3V3  (1) (2)  5V    
 GPIO2  (3) (4)  5V    
 GPIO3  (5) (6)  GND   
 GPIO4  (7) (8)  GPIO14
   GND  (9) (10) GPIO15
GPIO17 (11) (12) GPIO18
GPIO27 (13) (14) GND   
GPIO22 (15) (16) GPIO23
   3V3 (17) (18) GPIO24
GPIO10 (19) (20) GND   
 GPIO9 (21) (22) GPIO25
GPIO11 (23) (24) GPIO8 
   GND (25) (26) GPIO7 
 GPIO0 (27) (28) GPIO1 
 GPIO5 (29) (30) GND   
 GPIO6 (31) (32) GPIO12
GPIO13 (33) (34) GND   
GPIO19 (35) (36) GPIO16
GPIO26 (37) (38) GPIO20
   GND (39) (40) GPIO21
</syntaxhighlight>

==Investigare EEPROM (probing)==
Putem scana fiecare bus pentru a vedea ce adrese există în fiecare. Pentru bus-ul 0:
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ i2cdetect -y 0
</syntaxhighlight>
Dacă comanda nu funcționează și dă erori, se poate adăuga un ''flag'' <code>-r</code> astfel:
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ i2cdetect -y -r 0
</syntaxhighlight>
Comanda afișează:
<syntaxhighlight lang="console">
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: UU -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --
</syntaxhighlight>
Lista de mai sus conține toate adresele dispozitivului pe ''bus''-ul respectiv, cu <code>--</code>, <code>UU</code> sau adresa dispozitivului ca valoare.
* <code>--</code> arată că dispozitivul a fost interogat, dar nu a răspuns nici un dispozitiv. Dacă se obține acest răspuns, înseamnă fie că dispozitivul nu este pe ''bus'', fie nu este detectat din cauza anumitor probleme hardware (conexiuni sua tensiuni greșite, altceva).
* <code>UU</code> arată că s-a sărit peste interogarea adresei respective deoarece adresa este utilizată de un driver. Acest lucru indică că dispozitivul este prezent pe ''bus'' și că este foarte probabil ca driver-ul să fie corect.
* Adresa unui dispozitiv in notație hexazecimală arată că a fost detectat. De pildă <code>50</code> arată că a fost detectat un dispozitiv la adresa 50. În cele două ultime cazuri de mai sus, componenta și conexiunile hardware sunt în regulă. Dacă dispozitivul tot nu funcționează cum trebuie:

# în cazul în care este indicat <code>UU</code>, este foarte probabil ca driver-ul să aibă nevoie de ajustări. 
# În cazul în care este indicată o adresă în notație hexazecimală, fie este nevoie de un driver, fie poate fi accesat printr-un mecanism din spațiul utilizator (script, program etc).

==I2C Probing==
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ sudo i2cdetect -F 0
Functionalities implemented by /dev/i2c-0:
I2C                              yes
SMBus Quick Command              yes
SMBus Send Byte                  yes
SMBus Receive Byte               yes
SMBus Write Byte                 yes
SMBus Read Byte                  yes
SMBus Write Word                 yes
SMBus Read Word                  yes
SMBus Process Call               yes
SMBus Block Write                yes
SMBus Block Read                 no
SMBus Block Process Call         no
SMBus PEC                        yes
I2C Block Write                  yes
I2C Block Read                   yes
</syntaxhighlight>
<code>i2cdetect</code> este un program cu care se pot scana bus-urile '''<span style="color:red">I<sup>2</sup>C</span>''' în căutarea dispozitivelor conectate la ele. Furnizează un tabel cu lista dispozitivelor detectate pe magistrala (bus-ul) respectivă. <code>i2cbus</code> indică numărul sau numele magistralei I2C scanate și trebuie să corespundă cu unul din bus-urile afișate cu comanda <code>i2cdetect -l</code>. Primul și ultimul parametru (ambele opționale) limitează intervalul de adrese (implicit: de la '''0x03''' la '''0x77''').
<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ sudo i2cdetect -l
i2c-1	i2c       	bcm2835 (i2c@7e804000)          	I2C adapter
i2c-11	i2c       	bcm2835 (i2c@7e205000)          	I2C adapter
i2c-0	i2c       	i2c-11-mux (chan_id 0)          	I2C adapter
i2c-10	i2c       	i2c-11-mux (chan_id 1)          	I2C adapter
</syntaxhighlight>

<syntaxhighlight lang="console">
tom@rpi-yo3iti:~ $ sudo i2cdetect -y 0
</syntaxhighlight>
<code>I2cdetect</code> afișează o grilă cu adresele posibile ale fiecărui dispozitiv, ca în imaginea de mai jos: 
<syntaxhighlight lang="shell">
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: 50 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --
</syntaxhighlight>
Dacă nu este detectat nici un dispozitiv, trebuie verificați pașii de activare a bus-ului I²C. Deasemenea trebuie verificat dacă dispozitivele I²C sunt alimentate și dacă nu cumva folosesc aceeași adresă '''<span style="color:red">I<sup>2</sup>C</span>'''.

==Programare I<sup>2</sup>C==
===C/ C++===
Atenție la eroarea de compilare de mai jos:
<syntaxhighlight lang="shell">
# make
gcc -g -Wall -c eeprom-tinker.c
gcc -g -Wall -c linux-i2c.c
linux-i2c.c:13:10: fatal error: i2c/smbus.h: No such file or directory
 #include <i2c/smbus.h>
          ^~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.
Makefile:12: recipe for target 'linux-i2c.o' failed
make: *** [linux-i2c.o] Error 1
</syntaxhighlight>
Indică că nu a fost instalat <code>libi2c-dev</code> și se rezolvă prin <code>sudo apt-get install libi2c-dev</code>:
<syntaxhighlight lang="c">
#include <unistd.h>             //Needed for I2C port
#include <fcntl.h>              //Needed for I2C port
#include <sys/ioctl.h>          //Needed for I2C port
#include <linux/i2c-dev.h>      //Needed for I2C port

int file_i2c;
int length;
unsigned char buffer[60] = {0};

// Open the I2C BUS
char *filename = (char*)"/dev/i2c-0";
if ((file_i2c = open(filename, O_RDWR)) < 0) {
        // ERROR_HANDLING
        printf("Failed to open the i2c bus");
        return;
}
</syntaxhighlight>

==Link-uri externe==
===Documentație===
* [http://galileo.phys.virginia.edu/compfac/courses/practical-c/nano.pdf A nano Cheat Sheet]
* [https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN4471.pdf SMBus Quick Start Guide] — The System Management Bus (SMBus) is a two-wire interface through which various system component chips can communicate with each other and with the rest of the 4 system. It is based on the principles of operation of I2C. SMBus provides a control bus for the system to pass messages to and from devices instead of using individual control lines, helping to reduce pin count and system wires.
* [https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN10216.pdf AN10216-01 I2C MANUAL] — The I2C Manual provides a broad overview of the various serial buses, why the I2C bus should be considered, technical detail of the I2C bus and how it works, previous limitations/solutions, comparison to the SMBus, Intelligent Platform Management Interface implementations, review of the different I2C devices that are available and patent/royalty information. The I2C Manual was presented during the 3 hour TecForum at DesignCon 2003 in San Jose, CA on 27 January 2003.
* [https://www.abelectronics.co.uk/kb/article/1090/i2c-part-1---introducing-i2c I2C Part 1 - Introducing I2C]
* [https://www.abelectronics.co.uk/kb/article/1/i2c-part-2---enabling-i-c-on-the-raspberry-pi I2C Part 2 - Enabling I²C on the Raspberry Pi]
* [https://www.abelectronics.co.uk/kb/article/1092/i2c-part-3---i-c-tools-in-linux I2C Part 3 - I²C tools in Linux]
* [https://www.abelectronics.co.uk/kb/article/1094/i2c-part-4---programming-i-c-with-python I2C Part 4 - Programming I²C with Python]

===Specificații===
* [https://github.com/raspberrypi/hats/blob/master/eeprom-format.md B+ HAT ID EEPROM Format Specification]

===Utile===
* [https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md Device Trees, overlays, and parameters]
* Hackaday [https://hackaday.io/project/167888-not-quite-useless-raspberry-pi-replacement/log/170018-raspberry-pi-hat-id-eeprom-details Raspberry Pi Hat ID EEPROM Details]
* [https://learn.sparkfun.com/tutorials/raspberry-pi-spi-and-i2c-tutorial/i2c-0-on-40-pin-pi-boards Raspberry Pi SPI and I2C Tutorial]
* [https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/config-txt/gpio.md GPIO control in config.txt]

===Discuții de prin forumuri===
* [https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=108134 STICKY: HOWTO: Raspi HAT EEPROM and device-tree]
* [https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=87147 I2C EEPROM not read identically on RPi]