RZ/G2L串口简介
瑞萨RZ/G2L的串口简称SCI，全称Serial Communication Interface。
RZ/G2L有两种串口，一种带FIFO叫SCIFA，另一种不带FIFO叫SCIg。
所以，RZ/G2L有5路SCIFA和2路SCIg总共7路的串口。
RZ/G2L串口驱动
包含驱动代码和设备树两部分：
内核中的驱动文件sh-sci.c
该源码文件路径：drivers/tty/serial/sh-sci.c，该驱动代码包含SCIFA和SCIg两种型号的完整驱动代码。
编译内核的时候需进行以下配置
egrep -rin "CONFIG_SERIAL_SH_SCI" .out/.config 2180:CONFIG_SERIAL_SH_SCI=y 2181:CONFIG_SERIAL_SH_SCI_NR_UARTS=18 2182:CONFIG_SERIAL_SH_SCI_CONSOLE=y 2183:CONFIG_SERIAL_SH_SCI_EARLYCON=y 2184:CONFIG_SERIAL_SH_SCI_DMA=y
该配置能够确保sh-sci.c的驱动代码能够被编译包含到Image中。
github上提供的内核源码的defconfig中默认已包含SCI驱动代码的编译。
SCI串口的设备树节点在r9a07g044.dtsi中定义，分别定义了scif0~4, sci0~1共7路。
scif0: serial@1004b800
{
compatible = "renesas,scif-r9a07g044";
reg = <0 0x1004b800 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 380 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 382 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 383 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 381 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 384 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 384 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi",
"bri", "dri", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCIF0_CLK_PCK>;
clock-names = "fck"; dmas = <&dmac 0x4e79>, <&dmac 0x4e7a>;
dma-names = "tx", "rx"; power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCIF0_RST_SYSTEM_N>;
status = "disabled";
};
scif1: serial@1004bc00
{
compatible = "renesas,scif-r9a07g044";
reg = <0 0x1004bc00 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 385 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 387 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 388 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 386 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 389 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 389 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi",
"bri", "dri", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCIF1_CLK_PCK>;
clock-names = "fck";
dmas = <&dmac 0x4e7d>, <&dmac 0x4e7e>;
dma-names = "tx", "rx";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCIF1_RST_SYSTEM_N>;
status = "disabled";
};
scif2: serial@1004c000
{
compatible = "renesas,scif-r9a07g044";
reg = <0 0x1004c000 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 390 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 392 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 393 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 391 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 394 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 394 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi",
"bri", "dri", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCIF2_CLK_PCK>;
clock-names = "fck";
dmas = <&dmac 0x4e81>, <&dmac 0x4e82>;
dma-names = "tx", "rx";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCIF2_RST_SYSTEM_N>;
status = "disabled";
};
scif3: serial@1004c400
{
compatible = "renesas,scif-r9a07g044";
reg = <0 0x1004c400 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 395 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 397 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 398 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 396 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 399 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 399 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi",
"bri", "dri", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCIF3_CLK_PCK>;
clock-names = "fck";
dmas = <&dmac 0x4e85>, <&dmac 0x4e86>;
dma-names = "tx", "rx";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCIF3_RST_SYSTEM_N>;
status = "disabled";
};
scif4: serial@1004c800
{
compatible = "renesas,scif-r9a07g044";
reg = <0 0x1004c800 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 400 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 402 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 403 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 401 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 404 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 404 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi",
"bri", "dri", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCIF4_CLK_PCK>;
clock-names = "fck";
dmas = <&dmac 0x4e89>, <&dmac 0x4e8a>;
dma-names = "tx", "rx";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCIF4_RST_SYSTEM_N>;
status = "disabled";
};
sci0: serial@1004d000
{
compatible = "renesas,r9a07g044-sci", "renesas,rz-sci";
reg = <0 0x1004d000 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 405 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 406 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,
<GIC_SPI 407 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,
<GIC_SPI 408 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCI0_CLKP>;
clock-names = "fck";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCI0_RST>;
status = "disabled";
};
sci1: serial@1004d400
{
compatible = "renesas,r9a07g044-sci", "renesas,rz-sci";
reg = <0 0x1004d400 0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 409 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<GIC_SPI 410 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,
<GIC_SPI 411 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,
<GIC_SPI 412 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
interrupt-names = "eri", "rxi", "txi", "tei";
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_SCI1_CLKP>;
clock-names = "fck";
power-domains = <&cpg>;
resets = <&cpg R9A07G044_SCI1_RST>;
status = "disabled";
};设备树文件路径
arch/arm64/boot/dts/renesas/r9a07g044.dtsi
根据项目需要，使能需要使用的设备节点，如欲使用SCIFA2：
&scif2
{
pinctrl-0 = <&scif2_pins>;
pinctrl-names = "default";
uart-has-rtscts;
status = "okay";
};注意需通过scif2_pins正确处理IO口复用问题。如果不使用DMA需要将设备节点中的dmas和dma-names删除。
编译内核：
export ARCH=arm64 export CROSS_COMPILE=aarch64-none-elf- export PATH=$PATH:/opt/arm/gcc-arm-10.2-2020.11-x86_64-aarch64-none-elf/bin make defconfig O=.out && make -j8 O=.out
使用当前编译生成的内核Image和dtb
.out/arch/arm64/boot/Image .out/arch/arm64/boot/dts/renesas/r9a07g044l2-smarc.dtb
启动板子后就能在系统路径下生成/dev/ttySC2节点。
Linux应用层使用RZ/G2L的串口SCI
RZ/G2L的串口设备节点在Linux应用层遵循POSIX标准，使用方法和PC端的Ubuntu系统并无差别。
RZ/G2L除了支持市面上常用的串口波特率如9600/115200/921600等，实际上除POSIX系统定义的波特率都支持外，RZ/G2L能够支持的最大串口波特率是12.5Mbps，下一篇我们将介绍如何在内核驱动代码中实现RZ/G2L的最大波特率12.5Mbps。
如需了解更详细的使用方法请参考如下网站：
1、瑞萨官网
https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rz-mpus/rzg2l-getting-started
2、RZ产品WIKI网站
您可点击下方网址进入瑞萨中文论坛查看：
RZ/G2L支持的最大波特率
RZ/G2L的SCIFA异步通讯模式下支持的最高波特率可以达到12.5Mbps，如果异步基础时钟选择16倍波特率，同时关闭波特率发生器的倍频模式下依然可以达到3.125Mbps。如果异步基础时钟选择8倍波特率或者波特率发生器开启倍频模式，最大波特率可以达到6.25Mbps。
在上集中我们有讲过RZ/G2L在Linux下的使用遵循POSIX标准。只要POSIX支持的波特率，RZ/G2L都可以支持，并且支持各种波特率下的误差修正，需要开启MDDRS寄存器。
Linux下串口的波特率
Linux下termbits.h支持的波特率如下
/* c_cflag bit meaning */ #define CBAUD 0000377 #define B0 0000000 /* hang up */ #define B50 0000001#define B75 0000002 #define B110 0000003#define B134 0000004 #define B150 0000005#define B200 0000006 #define B300 0000007#define B600 0000010 #define B1200 0000011#define B1800 0000012 #define B2400 0000013#define B4800 0000014 #define B9600 0000015#define B19200 0000016 #define B38400 0000017#define EXTA B19200 #define EXTB B38400#define CBAUDEX 0000000 #define B57600 00020#define B115200 00021 #define B230400 00022#define B460800 00023 #define B500000 00024#define B576000 00025 #define B921600 00026#define B1000000 00027 #define B1152000 00030#define B1500000 00031 #define B2000000 00032#define B2500000 00033 #define B3000000 00034#define B3500000 00035 #define B4000000 00036
也就是标准的Linux支持的最大波特率是4Mbps，但并不是4Mbps以下任意一个波特率都可以支持，只有30种选择。
那如果在特殊的应用场景中，需要这30种波特率以外的选择，是否能够实现呢？答案是肯定的，但是比较复杂。
这里我们提供一种Linux下实现非POSIX标准串口波特率的方法给大家参考。
Linux串口非标波特率的实现
涉及两部分他，包括内核和应用层
首先第一步：我们需要修改内核中的串口驱动，确保串口驱动能够支持需要添加的非标波特率。上集我们已经分享过RZ/G2L的串口驱动代码路径是drivers/tty/serial/sh-sci.c，目前通过开启MDDRS，RZ/G2L几乎可以支持12.5Mbps以下的任意串口波特率。
这里我们以前面提到的3.125Mbps/6.25Mbps/12.5Mbps为例，github上下载的sh-sci.c驱动默认并没有开启波特率发生器的倍频模式，异步基础时钟选择的是默认的16倍波特率。所以最大的波特率可以支持到3.125Mbps，如果需要支持6.25Mbps或者更高的12.5Mbps，需要开启波特率发生器的倍频模式，并且允许异步基础时钟选择8倍波特率。
+ #if ABCS0_BGDM_EN
+ if(baud > 6250000){
+ //SEMR_BGDM:Baud rate generator double-speed mode Select:
+ //SEMR_ABCS0:Asynchronous Base Clock Select:
+ serial_port_out(port, SEMR,
+ serial_port_in(port, SEMR) | (SEMR_ABCS0 | SEMR_BGDM));
+ freq *= 2;
+ prediv /= 2;
+ }else if(baud > 3125000){
+ //SEMR_BGDM:Baud rate generator double-speed mode Select:
+ serial_port_out(port, SEMR,
+ serial_port_in(port, SEMR) | SEMR_BGDM);
+ freq *= 2;
+ }
+ #endif这部分代码与RZ/G2L的平台相关，需要根据RZ/G2L的规格书配置对应的寄存器。
第二步：为了允许应用层配置我们添加的这三种波特率，需要修改drivers/tty/tty_baudrate.c和include/uapi/asm-generic/termbits.h，这两个文件与平台无关。想要在内核中添加系统默认的30种波特率以外的波特率都需要修改这两个文件。这两个文件的修改内容可以参考以下：
diff --git a/drivers/tty/tty_baudrate.c b/drivers/tty/tty_baudrate.c
index bdfaee2c1331..75d287893d11 100644
--- a/drivers/tty/tty_baudrate.c
+++ b/drivers/tty/tty_baudrate.c
@@ -24,7 +24,7 @@ static const speed_t baud_table[] = {
1000000, 1152000, 1500000, 2000000
#else
500000, 576000, 921600, 1000000, 1152000, 1500000, 2000000,
- 2500000, 3000000, 3500000, 4000000
+ 2500000, 3000000, 3500000, 4000000, 3125000, 6250000, 12500000
#endif
};
@@ -36,7 +36,7 @@ static const tcflag_t baud_bits[] = {
B1000000, B1152000, B1500000, B2000000
#else
B500000, B576000, B921600, B1000000, B1152000, B1500000, B2000000,
- B2500000, B3000000, B3500000, B4000000
+ B2500000, B3000000, B3500000, B4000000, B3125000, B6250000, B12500000
#endif
};
@@ -73,6 +73,14 @@ speed_t tty_termios_baud_rate(struct ktermios *termios)
else
cbaud += 15;
}
+ if (cbaud & CBAUDEX2) {
+ cbaud &= ~CBAUDEX2;
+
+ if (cbaud < 1 || cbaud + 30 > n_baud_table)
+ termios->c_cflag &= ~CBAUDEX2;
+ else
+ cbaud += 30;
+ }
return cbaud >= n_baud_table ? 0 : baud_table[cbaud];
}
EXPORT_SYMBOL(tty_termios_baud_rate);
diff --git a/include/uapi/asm-generic/termbits.h b/include/uapi/asm-generic/termbits.h
index 7db62a33ee52..1353300b6934 100644
--- a/include/uapi/asm-generic/termbits.h
+++ b/include/uapi/asm-generic/termbits.h
@@ -110,7 +110,7 @@ struct ktermios {
#define FF1 0100000
/* c_cflag bit meaning */
-#define CBAUD 0010017
+#define CBAUD 0030017
#define B0 0000000 /* hang up */
#define B50 0000001
#define B75 0000002
@@ -158,7 +158,9 @@ struct ktermios {
#define B3500000 0010016
#define B4000000 0010017
+#define CBAUDEX2 0020000
+#define B3125000 0020001
+#define B6250000 0020002
+#define B12500000 0020003
#define CIBAUD 002003600000 /* input baud rate */
#define CMSPAR 010000000000 /* mark or space (stick) parity */
#define CRTSCTS 020000000000 /* flow control */经过上面两步修改，内核已支持我们需要添加的3种非POSIX标准的串口波特率。
接下来演示应用层如何使用我们添加的这三种串口波特率。
#define B3125000 0020001
#define B6250000 0020002
#define B12500000 0020003
**
** 串口配置
** 参数 cfg 指向一个 uart_cfg_t 结构体对象
**/
static int uart_cfg(const uart_cfg_t *cfg)
{
struct termios new_cfg = {0}; //将 new_cfg 对象清零
speed_t speed;
/* 设置为原始模式 */
cfmakeraw(&new_cfg);
/* 使能接收 */
new_cfg.c_cflag |= CREAD| CLOCAL;
/* 设置波特率 */
speed = B3125000; // B3125000 B6250000 B12500000
new_cfg.c_cflag |= speed;
/* 串口的其他属性配置参考标准的POSIX */
/* 写入配置、使配置生效 */
if (0 > tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_cfg))
{
fprintf(stderr, "tcsetattr error: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}经过以上修改，我们就可以在linux下使用文章开头提到的RZ/G2L的最大波特率12.5Mbps进行串口通讯。
需要注意的是，我们给RZ/G2L添加的这三个波特率尤其是6.25Mbps或者12.5Mbps远超标准linux下支持的最大波特率4Mbps，所以，通过PC端的Ubuntu是无法使用这三种波特率与RZ/G2L的SMARC EVK板进行通讯测试的，如果要使用我们上面添加的这三种波特率，只能在两个SMARC EVK板上进行。
所以，除以上添加的这三种波特率外，如果要添加POSIX标准支持的30种以外的其他波特率，都可以参考这个方法来实现。
如需了解更详细的使用方法请参考如下网站：
1、瑞萨官网
https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rz-mpus/rzg2l-getting-started
2、RZ产品WIKI网站
您可点击下方网址进入瑞萨中文论坛查看：
来源：瑞萨嵌入式小百科：RZ/G2L串口SCI的使用（上）、RZ/G2L串口SCI的使用（下）
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