在嵌入式開發(fā)中，UART（通用異步收發(fā)傳輸器）是實(shí)現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)交互的關(guān)鍵接口，廣泛應(yīng)用于調(diào)試、傳感器通信等場景。瑞芯微（Rockchip）平臺針對不同操作系統(tǒng)（Linux、RT-Thread）提供了完善的UART開發(fā)支持，本文將結(jié)合官方開發(fā)指南，從功能特點(diǎn)、驅(qū)動配置、測試驗(yàn)證三個維度，帶大家快速掌握RK平臺UART開發(fā)技巧，文末還附上知識腦圖方便梳理思路～

一、RK UART核心功能特點(diǎn)

無論基于Linux還是RT-Thread系統(tǒng)，RK平臺UART均以16550A串口標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，核心功能保持一致，實(shí)際支持情況需以具體芯片手冊為準(zhǔn)：

?數(shù)據(jù)格式靈活：支持5-8位數(shù)據(jù)位、1/1.5/2位停止位，僅支持奇校驗(yàn)/偶校驗(yàn)（不支持mark/space校驗(yàn)）。

?高效傳輸能力：自帶32字節(jié)或64字節(jié)的收發(fā)FIFO，最高支持4M波特率（需配合芯片時鐘分頻策略），支持中斷傳輸和DMA傳輸兩種模式。

?增強(qiáng)功能支持：部分UART模塊支持硬件自動流控（RTS+CTS）和串口喚醒系統(tǒng)（需修改trust固件）。

二、Linux系統(tǒng)下UART開發(fā)實(shí)戰(zhàn)

Linux系統(tǒng)中，RK UART分為“普通串口”和“控制臺”兩種使用場景，配置流程差異較大，以下以常用的Linux 4.4/4.19內(nèi)核為例說明。

（一）普通串口配置：三步搞定驅(qū)動與參數(shù)

普通串口適用于設(shè)備間數(shù)據(jù)通信（如與傳感器、模塊交互），核心是完成驅(qū)動路徑確認(rèn)、配置項(xiàng)開啟和DTS參數(shù)修改。

1.明確驅(qū)動路徑

Linux 3.10內(nèi)核使用獨(dú)立驅(qū)動文件drivers/tty/serial/rk_serial.c；Linux 4.4及以上內(nèi)核采用8250通用串口驅(qū)動，核心文件包括：

?drivers/tty/serial/8250/8250_core.c（驅(qū)動核心）

?drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c（Synopsis DesignWare適配）

?drivers/tty/serial/8250/8250_dma.c（DMA功能支持）

2. menuconfig開啟配置

進(jìn)入內(nèi)核配置界面，按以下路徑勾選UART相關(guān)選項(xiàng)，建議使用RK SDK默認(rèn)配置：

Device Drivers--->Characterdevices--->  Serial drivers--->   [*]8250/16550andcompatible serial support（勾選8250驅(qū)動）   [*] Rockchip serial port support（RK專屬選項(xiàng)）

3. DTS參數(shù)配置（關(guān)鍵?。?/span>

DTS（設(shè)備樹）用于定義UART硬件資源，以RK3568芯片UART1為例，典型配置如下，僅允許修改標(biāo)注的可配置參數(shù)：

&uart1 {  compatible ="rockchip,rk3568-uart","snps,dw-apb-uart";  reg = <0x00xfe6500000x00x100>;//硬件地址（不可修改）  interrupts = 117IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;//中斷號（不可修改）  clocks = <&cru SCLK_UART1>, <&cru PCLK_UART1>;//時鐘（不可修改）  clock-names ="baudclk","apb_pclk";//時鐘名稱（不可修改）  reg-shift= <2>;//寄存器移位（不可修改）  reg-io-width = <4>;//寄存器寬度（不可修改）   // 可配置參數(shù)1：DMA使能/關(guān)閉  dma-names ="tx","rx";//"tx"/"rx"開啟，"!tx"/"!rx"關(guān)閉  // 可配置參數(shù)2：引腳復(fù)用（含流控引腳）  pinctrl-names ="default";  pinctrl-0= <&uart1m0_xfer &uart1m0_ctsn &uart1m0_rtsn>;//開啟流控引腳  // 可配置參數(shù)3：模塊使能/關(guān)閉  status ="okay";//"okay"開啟，"disabled"關(guān)閉  // 可配置參數(shù)4：串口喚醒（需配合trust固件）  wakeup-source;};

示例需求：開啟RK3568 UART1，啟用DMA和硬件流控。

DTS修改后：如上配置，確保dma-names為"tx"/"rx"，pinctrl-0包含流控引腳，status設(shè)為"okay"。

4.波特率配置與設(shè)備注冊

?波特率計算：UART波特率=工作時鐘源/內(nèi)部分頻系數(shù)/ 16，驅(qū)動會自動根據(jù)配置的波特率獲取時鐘，常用波特率（115200、921600、1.5M、3M、4M）均穩(wěn)定支持。

?設(shè)備注冊驗(yàn)證：系統(tǒng)啟動后，若日志出現(xiàn)fe650000.serial: ttyS1 at MMIO 0xfe650000 (irq = 67, base_baud = 1500000) is a 16550A，說明設(shè)備注冊成功，對應(yīng)節(jié)點(diǎn)為/dev/ttyS1（可通過DTS的aliases修改編號）。

（二）控制臺配置：作為系統(tǒng)調(diào)試接口

控制臺串口用于輸出系統(tǒng)日志、執(zhí)行調(diào)試命令，基于fiq_debugger實(shí)現(xiàn)，以UART2為例：

1.驅(qū)動路徑

?Linux 3.10：arch/arm/mach-rockchip/rk_fiq_debugger.c

?Linux 4.4及以上：drivers/soc/rockchip/rk_fiq_debugger.c

核心驅(qū)動文件：drivers/staging/android/fiq_debugger/fiq_debugger.c

2.配置流程

1.menuconfig開啟：

Device Drivers --->[*]Staging drivers ---> [*]Android --->  [*]Rockchip FIQ Debugger

1.DTS配置：需禁用對應(yīng)普通串口，配置bootargs和fiq-debugger節(jié)點(diǎn)：

chosen: chosen {  bootargs ="earlycon=uart8250,mmio32,0xfe660000 console=ttyFIQ0";// 指向控制臺設(shè)備};fiq-debugger {  compatible ="rockchip,fiq-debugger";  rockchip,serial-id = <2>;// 使用UART2  rockchip,wake-irq = <0>;  rockchip,irq-mode-enable = <1>;// 1=IRQ模式，0=FIQ模式  rockchip,baudrate = <1500000>;// 僅支持115200或1.5M  interrupts = 252IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;  pinctrl-names ="default";  pinctrl-0= <&uart2m0_xfer>;  status ="okay";};&uart2 {  status ="disabled";// 禁用普通串口模式};

1.parameter.txt配置（Linux 3.10/4.4需添加）：

CMDLINE:console=ttyFIQ0 androidboot.console=ttyFIQ0

（三）Linux UART測試：用官方工具驗(yàn)證

瑞芯微提供測試程序ts_uart.uart及測試文件send_0x55/send_00_ff（可聯(lián)系FAE獲?。?，測試步驟如下：

1.準(zhǔn)備工作：通過ADB推送文件到開發(fā)板并賦予權(quán)限：

adb root && adb remountadb push ts_uart.uart /dataadb push send_0x55 /data && adb push send_00_ff /dataadb shell"su -c chmod +x /data/ts_uart.uart"

1.測試發(fā)送：向/dev/ttyS1發(fā)送send_0x55文件，波特率1.5M，關(guān)閉流控：

adbshell"/data/ts_uart.uart s /data/send_0x55 1500000 0 0 0 /dev/ttyS1"

通過USB轉(zhuǎn)UART模塊連接PC，用串口工具（如SecureCRT）接收數(shù)據(jù)，驗(yàn)證發(fā)送是否正常。

1.測試自發(fā)自收：無需外部硬件，驗(yàn)證串口內(nèi)部收發(fā)一致性：

adbshell"/data/ts_uart.uart m /data/send_00_ff 1500000 0 0 0 /dev/ttyS1"

若日志顯示send:1172, receive:1172 total:1172，說明收發(fā)一致，測試通過。

1.測試流控：驗(yàn)證RTS/CTS硬件流控：

?拉高CTS引腳電平，執(zhí)行發(fā)送命令，數(shù)據(jù)應(yīng)阻塞；

?釋放CTS為低電平，阻塞數(shù)據(jù)應(yīng)繼續(xù)發(fā)送；

?測量RTS引腳電平，確認(rèn)能正常高低切換。

三、RT-Thread系統(tǒng)下UART開發(fā)實(shí)戰(zhàn)

RT-Thread作為輕量級實(shí)時操作系統(tǒng)，RK UART配置更簡潔，核心是開啟驅(qū)動、配置設(shè)備節(jié)點(diǎn)和測試驗(yàn)證。

（一）代碼路徑與配置

1.核心代碼路徑：

?串口框架：components/drivers/serial/（serial.c/serial.h）

?適配層：bsp/rockchip-pisces/drivers/drv_uart.c/drv_uart.h

?測試程序：bsp/rockchip-common/tests/termios_test.c

1.開啟UART配置：進(jìn)入RT-Thread配置界面，勾選需要的UART設(shè)備：

RT-Thread bsp drivers ---> RT-Thread rockchip common drivers ---> [*]Enable UART [*]Enable UART0 [*]Enable UART2  // 根據(jù)需求勾選其他UART（如UART1、UART3）

配置完成后，系統(tǒng)會生成/dev/uart0//dev/uart2等設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通過list_device命令可查看：

msh>list_devicedevice    type    refcount------    -------------------- ----------uart2    CharacterDevice  0uart0    CharacterDevice  0

（二）串口測試與控制臺配置

1.開啟測試程序：

RT-Thread bsp testcase---> [*] Enable BSP Common TEST [*] Enable BSP Common UART TESTRT-Thread Components---> Device virtual filesystem--->  [*]Usingdevice virtual filesystem  [*]Usingdevfsfordevice objects POSIX layerandC standard library--->  [*] Enable termios feature

1.測試命令：

?接收數(shù)據(jù)：termtest r /dev/uart4 115200（從uart4接收，波特率115200）

?發(fā)送數(shù)據(jù)：termtest s /dev/uart4 115200（向uart4發(fā)送）

?收發(fā)雙向測試：termtest t /dev/uart4 115200

1.控制臺配置：將UART2設(shè)為控制臺，輸出rt_kprintf日志：

RT-ThreadKernel--->KernelDeviceObject--->  [*]Usingconsoleforrt_kprintf  (128) the buffer sizeforconsolelog printf  (uart2) the device nameforconsole  (1500000) the baud rateforconsole

（三）波特率支持

RT-Thread下，1.5M及以下波特率可穩(wěn)定支持，1.5M以上需結(jié)合芯片時鐘樹實(shí)際測試，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。

四、RK UART開發(fā)知識腦圖

五、開發(fā)注意事項(xiàng)

1.硬件差異：不同RK芯片UART功能可能裁剪（如部分不支持DMA或流控），需優(yōu)先參考對應(yīng)芯片手冊。

2.資源沖突：控制臺模式與普通串口模式互斥，啟用fiq_debugger后需禁用對應(yīng)普通串口節(jié)點(diǎn)。

3.DMA使用場景：僅當(dāng)數(shù)據(jù)量極大時，DMA才能明顯減輕CPU負(fù)載，普通場景建議用中斷模式（啟動更快、資源消耗少）。

掌握以上內(nèi)容，即可輕松應(yīng)對RK平臺UART在不同系統(tǒng)下的開發(fā)需求，無論是調(diào)試接口還是設(shè)備通信，都能高效實(shí)現(xiàn)～