Pinctrl 概述

关于 pinctrl 主要可以归结为两类设置，其中一类是功能选择，即一组 gpio 是用于 iic 还是 uart 还是就作为普通 gpio 来用，另一类是 gpio 的特性配置，即上拉、下拉、驱动能力和速率的配置。而 pinctrl 主要负责这两类配置的管理工作。总结起来 pinctrl 主要完成以下三种功能：

• 引脚枚举与命名 (Enumerating and naming)
• 引脚复用 (Multiplexing)：比如用作 GPIO、I2C 或其他功能
• 引脚配置 (Configuration)：比如上拉、下来、open drain、驱动强度等

GPIO 概述

以前学习 stm32 的时候看到手册里有关于 gpio 的电路图，如下：

• 保护二极体：
  IO 引脚上下两边两个二极体用于防止引脚外部过高、过低的电压输入。当引脚电压高于 VDD 时，上方的二极体导通；当引脚电压低于 VSS 时，下方的二极体导通，防止不正常电压引入晶片导致晶片烧毁

• P-MOS 管和 N-MOS 管：
  由 P-MOS 管和 N-MOS 管组成的单元电路使得 GPIO 具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式

• TTL 肖特基触发器：
  信号经过触发器后，模拟信号转化为 0 和 1 的数字信号。但是，当 GPIO 引脚作为 ADC 采集电压的输入通道时，用其“模拟输入”功能，此时信号不再经过触发器进行 TTL 电平转换。ADC 外设要采集到的原始的模拟信号

Linux SPI 驱动框架

对于 SPI 的驱动框架与 I2C 是大致一致的，也分为两层，控制器驱动程序层叫 spi_controller ，主要提供 transfer 函数，进行 spi 协议的收发。

另一层是设备驱动层，基于 spi_bus_type，在 driver 里则使用 spi_read、spi_writer 等函数，最终也会调用到 controller->transfer 函数进行发送接收。

PWM 概述

• Ton：信号高电平持续时间
• Toff：信号底电平持续时间
• Period： 完整 pwm 周期
• Duty cycle：pwm 信号周期内保持为 ON 的时间百分比

IIC 协议

写操作

流程如下：

• 主芯片要发出一个 start 信号
• 然后发出一个设备地址（用来确定是往哪一个芯片写数据），方向（读/写，0 表示写，1 表示读）
• 从设备回应（用来确定这个设备是否存在），然后就可以传输数据
• 主设备发送一个字节数据给从设备，并等待回应
• 每传输一字节数据，接收方要有一个回应信号（确定数据是否接受完成），然后再传输下一个数据
• 数据发送完之后，主芯片就会发送一个停止信号

下图：白色背景表示"主→从"，灰色背景表示"从→主"

dtb 数据解析

内核启动阶段获得 dtb 位置指针

以 arm64 为例，内核启动如下：

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__HEAD
_head:

#ifdef CONFIG_EFI
	add	x13, x18, #0x16
	b	stext
#else
	b	stext				// branch to kernel start, magic
	.long	0				// reserved
#endif
...

在开启 UEFI 支持时，add x13, x18, #0x16 这个 code 实际上是为了满足 EFI 格式的”MZ”头。如果使用 UEFI 来启动 kernel, 会识别出来并走 UEFI 启动的流程，如果是普通的启动过程如使用 uboot 的 booti 进行引导，那么第一条指令就是一条 dummy 指令，第二条就跳转到 stext 运行了。

seq_file

概述

seq_file 只是在普通文件 read 中加入了内核缓冲的功能，从而实现顺序多次遍历读取大数据量的简单接口，seq_file 一般只提供只读接口。

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struct seq_operations {
	void * (*start) (struct seq_file *m, loff_t *pos);
	void (*stop) (struct seq_file *m, void *v);
	void * (*next) (struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos);
	int (*show) (struct seq_file *m, void *v);
};

kobject

概述

• Kobjects 有一个 name 和一个引用计数，还具有父指针（允许将对象排列成层次结构）
• ktype 是嵌入在 kobject 结构体中的对象。 每个 kobject 结构都需要一个相应的 ktype。 ktype 控制 kobject 在创建和销毁时的行为
• kset 是一组 kobjects(kset 本身包含一个 kobject), 这些 kobject 可以拥有相同的 ktype，kset 也是 sysfs 中的一个子目录。Ksets 可以支持 kobjects 的“热插拔”（uevent 事件）

MTPA

为什么要用 MTPA

当电机采用 id=0 的控制策略，这种控制方法忽略了磁阻转矩的作用，电磁转钜方程如下：

\[ \tau _e = \frac{3}{2}p[k_e \cdot i_q + (L_d - L_q)\cdot i_d \cdot i_q] \]

转矩分为永磁转矩 Tr 和磁阻转矩 Tm，而 id=0 只剩下 Tr。这会导致电流的利用率不高，系统的效率降低。所以 id=0 的控制比较适用于隐极式电机（Ld=Lq），而对于凸极式电机并不最优，所以需要重新考虑控制策略。

物理学基础概念

左手定则

将左手的食指，中指和拇指伸直，使其在空间内相互垂直。食指方向代表磁场的方向（从 N 级到 S 级），中指代表电流的方向（从正极到负极），那拇指所指的方向就是受力的方向。可用于判断安培力（运动导体所受到的力）和洛伦兹力（运动电荷所受的力）。

右手定则

伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线垂直于手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。用于判断导体在做切割磁场时产生的电流方向。