淺析Linux RTC實時時鐘
實時時鐘是個常用的外設(shè)，可以用來獲取年、月、日和時間等信息。目前大多數(shù)的芯片內(nèi)部都自帶了實時時鐘外設(shè)模塊。例如本實驗所使用的I.MX6ULL芯片內(nèi)部SNVS就提供了RTC（實時計數(shù)器）功能。SNVS（安全的非易性存儲）里面主要是一些低功耗的外設(shè)，其可以在芯片掉電后由電池供電繼續(xù)運行。RTC需要外接晶振來提供時鐘，本實驗中I.MX6ULL芯片外接了一個32.768KHz的晶振，原理圖如下
1. Linux內(nèi)核RTC驅(qū)動簡介
RTC 設(shè)備驅(qū)動是一個標準的字符設(shè)備驅(qū)動，應(yīng)用程序通過open、release、read、write和ioctl等函數(shù)完成對 RTC 設(shè)備的操作內(nèi)核將 RTC 設(shè)備抽象為rtc_device結(jié)構(gòu)體，RTC設(shè)備驅(qū)動就是申請并初始化rtc_device，最后將 rtc_device 注冊到Linux內(nèi)核里面，此結(jié)構(gòu)體定義在include/linux/rtc.h文件中
structrtc_device
{
structdevicedev;/*設(shè)備*/
structmodule*owner;
intid;/*ID*/
charname[RTC_DEVICE_NAME_SIZE];/*名字*/
conststructrtc_class_ops*ops;/*RTC設(shè)備底層操作函數(shù)*/
structmutexops_lock;
structcdevchar_dev;/*字符設(shè)備*/
unsignedlongflags;
......
......
};
結(jié)構(gòu)體中的ops成員變量是RTC設(shè)備的底層操作函數(shù)集合，是一個 rtc_class_ops 類型的指針變量，需要用戶根據(jù)所使用的RTC設(shè)備編寫的，此結(jié)構(gòu)體定義在include/linux/rtc.h 文件中，內(nèi)容如下
structrtc_class_ops{
int(*open)(structdevice*);
void(*release)(structdevice*);
int(*ioctl)(structdevice*,unsignedint,unsignedlong);
int(*read_time)(structdevice*,structrtc_time*);
int(*set_time)(structdevice*,structrtc_time*);
int(*read_alarm)(structdevice*,structrtc_wkalrm*);
int(*set_alarm)(structdevice*,structrtc_wkalrm*);
int(*proc)(structdevice*,structseq_file*);
int(*set_mmss64)(structdevice*,time64_tsecs);
int(*set_mmss)(structdevice*,unsignedlongsecs);
int(*read_callback)(structdevice*,intdata);
int(*alarm_irq_enable)(structdevice*,unsignedintenabled);
};
rtc_class_ops 是最底層的 RTC 設(shè)備操作函數(shù)，并不是提供給應(yīng)用層的。內(nèi)核提供了一個 RTC 通用字符設(shè)備驅(qū)動文件，文件名為 drivers/rtc/rtc-dev.c， 理論提供了所有 RTC 設(shè)備共用的 file_operations 函數(shù)操作集，如下所示：
staticconststructfile_operationsrtc_dev_fops={
.owner=THIS_MODULE,
.llseek=no_llseek,
.read=rtc_dev_read,
.poll=rtc_dev_poll,
.unlocked_ioctl=rtc_dev_ioctl,
.open=rtc_dev_open,
.release=rtc_dev_release,
.fasync=rtc_dev_fasync,
};
應(yīng)用程序可以通過 ioctl 函數(shù)來設(shè)置/讀取時間、設(shè)置/讀取鬧鐘的操作，那么對應(yīng)的 rtc_dev_ioctl 函數(shù)就會執(zhí)行，rtc_dev_ioctl 最終會通過操作 rtc_class_ops 中的 read_time、 set_time 等函數(shù)來對具體 RTC 設(shè)備的讀寫操作。內(nèi)核中 RTC 驅(qū)動調(diào)用流程圖如下示
2.Linux內(nèi)核RTC驅(qū)動分析
一般情況下，半導(dǎo)體廠商都會編寫好內(nèi)部RTC驅(qū)動，無需我們自已動手編寫。但是有必要了解一下是如何編寫的打開imx6ull.dtsi，然后找到 snvs_rtc 節(jié)點內(nèi)容，如下所示：
snvs_rtc:snvs-rtc-lp{
compatible="fsl,sec-v4.0-mon-rtc-lp";
regmap=<&snvs>;
offset=<0x34>;
interrupts=19IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
20IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
};
根據(jù)compatible屬性值，在Linux源碼中搜索"fsl,sec-v4.0-mon-rtc-lp"符串，即可找到對應(yīng)的驅(qū)動文件drivers//rtc/rtc-snvs.c
staticconststructof_device_idsnvs_dt_ids[]={
{.compatible="fsl,sec-v4.0-mon-rtc-lp",},
{/*sentinel*/}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of,snvs_dt_ids);
staticstructplatform_driversnvs_rtc_driver={
.driver={
.name="snvs_rtc",
.pm=SNVS_RTC_PM_OPS,
.of_match_table=snvs_dt_ids,
},
.probe=snvs_rtc_probe,
};
module_platform_driver(snvs_rtc_driver);
可見這是一個標準的platform驅(qū)動，當(dāng)驅(qū)動和設(shè)備匹配以后snvs_rtc_probe函數(shù)就會執(zhí)行
staticintsnvs_rtc_probe(structplatform_device*pdev){
structsnvs_rtc_data*data;
structresource*res;
intret;
void__iomem*mmio;
data=devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(*data),GFP_KERNEL);
if(!data)
return-ENOMEM;
data->regmap=syscon_regmap_lookup_by_phandle(pdev->dev.of_node,"regmap");
if(IS_ERR(data->regmap)){
dev_warn(&pdev->dev,"snvsrtc:youuseolddtsfile,pleaseupdateit
");
//從設(shè)備樹中獲取RTC外設(shè)寄存器基地址
res=platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM,0);
//內(nèi)存映射，獲得RTC外設(shè)寄存器物理基地址對應(yīng)的虛擬地址
mmio=devm_ioremap_resource(&pdev->dev,res);
if(IS_ERR(mmio))
returnPTR_ERR(mmio);
//采用regmap機制來讀寫RTC底層硬件寄存器
data->regmap=devm_regmap_init_mmio(&pdev->dev,mmio,&snvs_rtc_config);
}else{
data->offset=SNVS_LPREGISTER_OFFSET;
of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,"offset",&data->offset);
}
if(!data->regmap){
dev_err(&pdev->dev,"Can'tfindsnvssyscon
");
return-ENODEV;
}
//從設(shè)備樹中獲取RTC的中斷號
data->irq=platform_get_irq(pdev,0);
if(data->irq0)
returndata->irq;
......
platform_set_drvdata(pdev,data);
//用regmap機制的regmap_write函數(shù)完成對寄存器進行寫操作
regmap_write(data->regmap,data->offset+SNVS_LPPGDR,SNVS_LPPGDR_INIT);
//清除LPSR寄存器
regmap_write(data->regmap,data->offset+SNVS_LPSR,0xffffffff);
//使能RTC
snvs_rtc_enable(data,true);
device_init_wakeup(&pdev->dev,true);
//請求RTC中斷
ret=devm_request_irq(&pdev->dev,data->irq,
snvs_rtc_irq_handler,
IRQF_SHARED,"rtcalarm",&pdev->dev);
if(ret){
dev_err(&pdev->dev,"failedtorequestirq%d:%d
",data->irq,ret);
gotoerror_rtc_device_register;
}
//向系統(tǒng)注冊rtc_devcie
data->rtc=devm_rtc_device_register(&pdev->dev,pdev->name,&snvs_rtc_ops,THIS_MODULE);
if(IS_ERR(data->rtc)){
ret=PTR_ERR(data->rtc);
dev_err(&pdev->dev,"failedtoregisterrtc:%d
",ret);
gotoerror_rtc_device_register;
}
return0;
error_rtc_device_register:
if(data->clk)
clk_disable_unprepare(data->clk);
returnret;
}
RTC 底層驅(qū)動snvs_rtc_ops操作集包含了讀取/設(shè)置RTC時間，讀取/設(shè)置鬧鐘等函數(shù)。其內(nèi)容如下
staticconststructrtc_class_opssnvs_rtc_ops={
.read_time=snvs_rtc_read_time,
.set_time=snvs_rtc_set_time,
.read_alarm=snvs_rtc_read_alarm,
.set_alarm=snvs_rtc_set_alarm,
.alarm_irq_enable=snvs_rtc_alarm_irq_enable,
};
以 snvs_rtc_read_time 函數(shù)為例，介紹RTC底層操作函數(shù)該如何去編寫，該函數(shù)用于讀取RTC時間值
staticintsnvs_rtc_read_time(structdevice*dev,structrtc_time*tm){
structsnvs_rtc_data*data=dev_get_drvdata(dev);
//獲取RTC計數(shù)值，該值是秒數(shù)
unsignedlongtime=rtc_read_lp_counter(data);
//將獲取到的秒數(shù)轉(zhuǎn)換為時間值，也就是rtc_time結(jié)構(gòu)體類型
rtc_time_to_tm(time,tm);
return0;
}
rtc_time 結(jié)構(gòu)體定義如下：
structrtc_time{
inttm_sec;
inttm_min;
inttm_hour;
inttm_mday;
inttm_mon;
inttm_year;
inttm_wday;
inttm_yday;
inttm_isdst;
};
rtc_read_lp_counter 函數(shù)，此函數(shù)用于讀取 RTC 計數(shù)值，函數(shù)內(nèi)容如下
staticu32rtc_read_lp_counter(structsnvs_rtc_data*data){
u64read1,read2;
u32val;
//讀取RTC_LPSRTCMR和RTC_LPSRTCLR這兩個寄存器，得到RTC的計數(shù)值
do{
regmap_read(data->regmap,data->offset+SNVS_LPSRTCMR,&val);
read1=val;
read1<<=?32;
regmap_read(data->regmap,data->offset+SNVS_LPSRTCLR,&val);
read1|=val;
regmap_read(data->regmap,data->offset+SNVS_LPSRTCMR,&val);
read2=val;
read2<<=?32;
regmap_read(data->regmap,data->offset+SNVS_LPSRTCLR,&val);
read2|=val;
}while((read1>>CNTR_TO_SECS_SH)!=(read2>>CNTR_TO_SECS_SH));
/*Convert47-bitcounterto32-bitrawsecondcount*/
return(u32)(read1>>CNTR_TO_SECS_SH);
}
3. RTC時間相關(guān)設(shè)置
RTC 是用來計時的，最基本的就是查看時間，Linux內(nèi)核啟動時可以看到系統(tǒng)時鐘設(shè)置信息
設(shè)置當(dāng)前時間：date -s
date-s"2022-08-151300"
將當(dāng)前時間寫入到RTC里：hwclock -w
審核編輯 ：李倩
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
Linux
+關(guān)注
關(guān)注
88文章
11763瀏覽量
219088 -
晶振
+關(guān)注
關(guān)注
35文章
3564瀏覽量
73469 -
時鐘
+關(guān)注
關(guān)注
11文章
1972瀏覽量
135023
原文標題：淺析 Linux RTC 實時時鐘
文章出處：【微信號：嵌入式攻城獅，微信公眾號：嵌入式攻城獅】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
熱點推薦
深入剖析M41T93實時時鐘芯片：功能、特性與應(yīng)用指南
深入剖析M41T93實時時鐘芯片：功能、特性與應(yīng)用指南 在電子設(shè)備的設(shè)計中，實時時鐘（RTC）芯片扮演著至關(guān)重要的角色，它為系統(tǒng)提供精確的時間和日期信息，確保設(shè)備在各種應(yīng)用場景下的時間同步和數(shù)據(jù)記錄
RTC實時時鐘的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和選型方法
在電子設(shè)備的世界里，RTC（Real-Time Clock，實時時鐘）就像是一位不知疲倦的守時者。它的核心價值在于：即使主設(shè)備徹底斷電關(guān)機，RTC也能依靠一顆小小的備用電池或超級電容繼續(xù)運行，確保下次開機時系統(tǒng)時間依然準確，無需
深入解析bq32000實時時鐘：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點
深入解析bq32000實時時鐘：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點 在電子設(shè)備的設(shè)計中，實時時鐘（RTC）是一個關(guān)鍵組件，它為系統(tǒng)提供精確的時間和日期信息。TI的bq32000實時時鐘以其豐富的特性
BQ32002實時時鐘芯片：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點
BQ32002實時時鐘芯片：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點 引言 在電子設(shè)備的設(shè)計中，實時時鐘（RTC）起著至關(guān)重要的作用，它能夠為系統(tǒng)提供精確的時間和日期信息。BQ32002作為一款性能出色的實時時鐘
國產(chǎn)RTC8025實時時鐘芯片
RTC8025是一款實時時鐘芯片，具備高精度計時功能，常溫下精度可保持在±2ppm以內(nèi)，適用于智能電表等對時間穩(wěn)定性要求高的場景。?1 該芯片內(nèi)置32.768kHz晶振和溫度補償電路，能根據(jù)環(huán)境溫度
愛普生RTC實時時鐘模塊的主要特點
愛普生實時時鐘模塊（Real-Time Clock Module）, 內(nèi)置晶體振蕩器、支持低功耗，并具備多功能系統(tǒng)所需的各種功能，例如喚醒定時器、電源切換和時間戳，同時實現(xiàn)低功耗且高精準的日期與時間管理。
EPSON RX-4571LC實時時鐘模塊，滿足緊湊型設(shè)備的精準計時
如今可穿戴產(chǎn)品越來越普及功能不斷增加，對設(shè)備緊湊度的要求越來越高，傳統(tǒng)的分立式實時時鐘電路已經(jīng)難以滿足主流設(shè)計需要，高效、小巧的RTC實時時鐘模塊應(yīng)運而生。愛普生/EPSON是一家為應(yīng)用客戶提供
愛普生RTC實時時鐘模塊解析與選型指南
32.768kHz晶振廣泛應(yīng)用于各類時鐘電路中，雖然價格較低的音叉晶振用得多，但如果對穩(wěn)定性要求更高、在一些更精密的電子設(shè)備中往往就得需要更精準的32.768kHz有源晶振或者實時時鐘模塊（RTC
用AT指令來設(shè)置RTC的實時時間
RTC時間需要在設(shè)備初始化時進行設(shè)置。為了解決RTC能實時設(shè)置或者較調(diào)，我這里設(shè)計了用AT指令來設(shè)置RTC的實時時間。
開機復(fù)位時需要初始化
發(fā)表于 01-05 08:09
深入解析PCF85053A：一款強大的實時時鐘芯片
深入解析PCF85053A：一款強大的實時時鐘芯片 引言 在電子設(shè)計領(lǐng)域，實時時鐘（RTC）芯片是許多系統(tǒng)中不可或缺的組件，它能為設(shè)備提供精確的時間信息。NXP的PCF85053A就是這樣一款性能
芯伯樂PCF8563：0.25μA低功耗實時時鐘解決方案
在各類需要精準計時、日歷功能的嵌入式系統(tǒng)中，實時時鐘芯片（RTC）是不可或缺的核心元件。芯伯樂PCF8563作為一款基于IIC接口的超低功耗實時時鐘/日歷芯片，以其高精度、小封裝、強抗干擾能力
ST M41T66Q6F 低功耗串行實時時鐘（RTC）內(nèi)置32.768 kHz振蕩器參數(shù)特性 EDA模型與數(shù)據(jù)手冊
ST M41T66Q6F 低功耗串行實時時鐘（RTC）內(nèi)置32.768 kHz振蕩器參數(shù)特性 EDA模型與數(shù)據(jù)手冊
“耐高溫！”RTC時鐘芯片+電池的應(yīng)用案例（二）
實時時鐘，簡稱RTC，是廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的重要元器件。愛普生RTC實時時鐘具有高精度、高穩(wěn)定性和多功能等特點，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)。RTC
實時時鐘模塊選擇指南和比較表
愛普生提供內(nèi)置 32.768 kHz 晶體單元的多種實時時鐘模塊。除了單純的計時功能外，還有即使在高溫環(huán)境下也能保持準確計時的產(chǎn)品，以及配備其他各種功能的產(chǎn)品。您可以使用下面的流程圖和產(chǎn)品比較表來
發(fā)表于 03-14 10:28
?0次下載
RA4000CE愛普生RTC實時時鐘模塊：車載BMS系統(tǒng)的理想選擇
愛普生RTC模塊集成32.768kHz石英晶體振蕩器與實時時鐘芯片，為BMS提供精確的時間和日期信息，助力系統(tǒng)執(zhí)行時間相關(guān)操作。該模塊采用QMEMS技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)，具備高精度和低電流損耗特性，配備
工商網(wǎng)監(jiān)
評論