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东莞网站系统哪里好,潍坊网站建设优化,域名注册费用,北京市保障房建设投资中心网站RK3568 vs NUC970#xff1a;1.1 NUC970#xff1a;平台数据模式的数据流向控制基于中断的线性数据流向// NUC970的典型数据流向#xff1a;硬编码的中断处理链 // drivers/tty/serial/nuc970-uart.c ​ /* 1. 中断服务程序#xff08;ISR#xff09;- 单层处理 */ static…RK3568 vs NUC9701.1 NUC970平台数据模式的数据流向控制基于中断的线性数据流向// NUC970的典型数据流向硬编码的中断处理链 // drivers/tty/serial/nuc970-uart.c ​ /* 1. 中断服务程序ISR- 单层处理 */ static irqreturn_t nuc970_uart_isr(int irq, void *dev_id) { struct uart_port *port dev_id; unsigned int iir, lsr; // 读取中断标识 iir serial_in(port, UART_IIR); // 硬编码的中断处理顺序 if (iir UART_IIR_RDI) { // 1. 接收数据中断最高优先级 nuc970_uart_rx_chars(port); } if (iir UART_IIR_THRI) { // 2. 发送保持寄存器空中断 nuc970_uart_tx_chars(port); } if (iir UART_IIR_MSI) { // 3. 调制解调器状态中断 nuc970_uart_modem_status(port); } return IRQ_HANDLED; } ​ /* 2. 接收数据流 - 线性处理 */ static void nuc970_uart_rx_chars(struct uart_port *port) { struct tty_port *tty_port port-state-port; unsigned int lsr, ch, flag; // 循环读取FIFO中的数据 for (i 0; i port-fifosize; i) { lsr serial_in(port, UART_LSR); if (!(lsr UART_LSR_DR)) break; // 数据就绪位为0跳出 // 读取数据字节 ch serial_in(port, UART_RX); // 错误检查硬编码的顺序 flag TTY_NORMAL; if (lsr UART_LSR_BI) { flag TTY_BREAK; } else if (lsr UART_LSR_PE) { flag TTY_PARITY; } else if (lsr UART_LSR_FE) { flag TTY_FRAME; } else if (lsr UART_LSR_OE) { flag TTY_OVERRUN; } // 传递给TTY层 tty_insert_flip_char(tty_port, ch, flag); } // 通知TTY层处理 tty_flip_buffer_push(tty_port); } ​ /* 3. 发送数据流 - 阻塞式传输 */ static void nuc970_uart_tx_chars(struct uart_port *port) { struct circ_buf *xmit port-state-xmit; int count; // 如果传输缓冲区为空禁用发送中断 if (uart_circ_empty(xmit)) { nuc970_uart_stop_tx(port); return; } // 硬编码的每次传输数量 count port-fifosize; do { // 从环形缓冲区读取数据 serial_out(port, UART_TX, xmit-buf[xmit-tail]); // 更新缓冲区指针 xmit-tail (xmit-tail 1) (UART_XMIT_SIZE - 1); port-icount.tx; if (uart_circ_empty(xmit)) break; } while (--count 0); }DMA数据流向的硬编码配置// NUC970的DMA配置固定的通道映射 // drivers/dma/nuc970-dma.c ​ /* DMA通道硬编码分配 */ static struct nuc970_dma_channel { int ch_num; const char *name; unsigned int fixed_src; // 固定源地址 unsigned int fixed_dst; // 固定目的地址 } dma_channels[] { {0, uart0-rx, NUC970_PA_UART0_RX, 0}, // 源地址固定 {1, uart0-tx, 0, NUC970_PA_UART0_TX}, // 目的地址固定 {2, spi0-rx, NUC970_PA_SPI0_RX, 0}, {3, spi0-tx, 0, NUC970_PA_SPI0_TX}, // 问题无法动态重映射 }; ​ /* DMA数据流向配置 */ static int nuc970_dma_config(struct dma_chan *chan, struct nuc970_dma_config *config) { struct nuc970_dma_device *dma chan-device-dev_id; int ch chan-chan_id; // 硬编码的DMA控制器寄存器配置 writel(config-src_addr, dma-base DMA_SAR(ch)); writel(config-dst_addr, dma-base DMA_DAR(ch)); writel(config-count, dma-base DMA_CNT(ch)); // 固定的事务大小和突发长度 ctrl DMA_CTRL_SRC_INC | DMA_CTRL_DST_INC; ctrl | DMA_CTRL_TSIZE_32; // 固定32位传输 ctrl | DMA_CTRL_BURST_8; // 固定8个突发 writel(ctrl, dma-base DMA_CTRL(ch)); return 0; }模块间的紧耦合通信// NUC970模块间通信直接函数调用 // 问题模块间强耦合难以替换或升级 ​ /* 1. 直接硬件寄存器访问 */ // drivers/i2c/busses/i2c-nuc970.c static int nuc970_i2c_xfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num) { // 直接操作硬件寄存器 writel(I2C_START, i2c-regs I2C_CTL); // 忙等待阻塞其他操作 while (readl(i2c-regs I2C_STAT) I2C_BUSY) cpu_relax(); return num; } ​ /* 2. 模块间共享全局变量 */ // 多个驱动访问同一硬件资源 extern unsigned int system_clock_rate; // 全局变量 ​ // drivers/clk/nuc970-clk.c void nuc970_clock_init(void) { system_clock_rate 24000000; // 设置全局变量 } ​ // drivers/tty/serial/nuc970-uart.c static int nuc970_uart_set_baud(struct uart_port *port, unsigned int baud) { // 使用全局变量计算分频 unsigned int divisor system_clock_rate / (16 * baud); // 问题全局变量可能被意外修改 } ​ /* 3. 回调函数硬编码 */ struct nuc970_platform_callbacks { void (*gpio_config)(int pin, int func); void (*clock_enable)(int clk_id); void (*power_control)(int domain, int state); }; ​ // 在板级文件中硬编码回调 static struct nuc970_platform_callbacks evb_callbacks { .gpio_config evb_gpio_config, .clock_enable evb_clock_enable, .power_control evb_power_control, }; ​ // 驱动直接调用回调 static int nuc970_device_probe(struct platform_device *pdev) { struct nuc970_platform_callbacks *cb platform_get_drvdata(pdev); cb-gpio_config(5, 2); // 直接调用无法验证有效性 cb-clock_enable(3); }1.2 RK3568设备树模式的数据流向控制基于设备树的层次化数据流// RK3568设备树明确定义数据流路径 soc { // 1. 数据生产者如传感器 i2c1: i2cfdd50000 { compatible rockchip,rk3568-i2c; reg 0x0 0xfdd50000 0x0 0x1000; // 连接的温度传感器 temp_sensor: tmp11248 { compatible ti,tmp112; reg 0x48; // 数据消费者thermal框架 #thermal-sensor-cells 1; }; }; // 2. 数据处理单元 tsadc: temperature-sensorfe710000 { compatible rockchip,rk3568-tsadc; reg 0x0 0xfe710000 0x0 0x100; // 连接到多个温度传感器 io-channels saradc 1, saradc 2; io-channel-names cpu-tsadc, gpu-tsadc; }; // 3. 热管理控制器 thermal-zones { cpu_thermal: cpu-thermal { polling-delay-passive 1000; // 1秒 polling-delay 5000; // 5秒 // 热传感器指定 thermal-sensors temp_sensor 0; // 温度触发点 trips { cpu_crit: cpu-crit { temperature 115000; // 115°C hysteresis 2000; // 2°C迟滞 type critical; }; }; // 冷却设备映射 cooling-maps { map0 { trip cpu_alert0; cooling-device cpu0 0 2; }; }; }; }; // 4. 冷却设备数据最终消费者 cpu0: cpu0 { compatible arm,cortex-a55; enable-method psci; // 冷却设备定义 #cooling-cells 2; // 操作点表频率-电压对 operating-points-v2 cpu_opp_table; cpu-supply vdd_cpu; }; };DMA引擎的动态数据流配置// RK3568 DMA配置通过设备树动态绑定 dmac0: dma-controllerfe530000 { compatible arm,pl330, arm,primecell; reg 0x0 0xfe530000 0x0 0x4000; interrupts GIC_SPI 14 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH, GIC_SPI 15 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH; #dma-cells 1; // 支持的内存事务 arm,pl330-periph-burst; // 时钟和复位 clocks cru ACLK_BUS; clock-names apb_pclk; }; ​ // UART使用DMA通道 uart0: serialfdd50000 { compatible rockchip,rk3568-uart; // 指定DMA控制器和通道 dmas dmac0 0, dmac0 1; dma-names tx, rx; // DMA参数配置 dma-coherent; };// 动态DMA通道分配和配置 // drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c ​ static int dw8250_dma_setup(struct uart_8250_port *p) { struct uart_port *port p-port; struct device *dev port-dev; // 1. 从设备树获取DMA配置 if (of_property_read_bool(dev-of_node, dmas)) { // 解析DMA说明符 tx_chan dma_request_slave_channel(dev, tx); rx_chan dma_request_slave_channel(dev, rx); if (!tx_chan || !rx_chan) { dev_warn(dev, DMA channels not available, falling back to PIO\n); return -ENODEV; } } // 2. 动态配置DMA参数 struct dma_slave_config config; memset(config, 0, sizeof(config)); // 发送配置 config.direction DMA_MEM_TO_DEV; config.dst_addr port-mapbase UART_THR; config.dst_addr_width DMA_SLAVE_BUSWIDTH_1_BYTE; config.dst_maxburst 16; // 可根据硬件能力调整 // 接收配置 config.direction DMA_DEV_TO_MEM; config.src_addr port-mapbase UART_RHR; config.src_addr_width DMA_SLAVE_BUSWIDTH_1_BYTE; config.src_maxburst 16; // 3. 应用配置 dmaengine_slave_config(tx_chan, config); dmaengine_slave_config(rx_chan, config); // 4. 准备DMA缓冲区动态大小 p-dma_tx.size SERIAL8250_TX_DMA_BUF_SIZE; p-dma_tx.buf dma_alloc_coherent(dev, p-dma_tx.size, p-dma_tx.addr, GFP_KERNEL); return 0; }基于设备树绑定的松耦合通信// RK3568模块通信通过设备树引用和phandle // 1. 获取设备树中引用的设备 static int rk3568_get_referenced_device(struct device *dev) { struct device_node *np dev-of_node; struct device *ref_dev; // 解析phandle引用 np of_parse_phandle(np, power-supply, 0); if (!np) { dev_err(dev, no power supply specified\n); return -ENODEV; } // 获取被引用设备的platform_device ref_dev bus_find_device_by_of_node(platform_bus_type, np); of_node_put(np); if (!ref_dev) { dev_err(dev, referenced device not found\n); return -EPROBE_DEFER; // 关键支持依赖延迟探测 } return 0; } ​ // 2. 设备树驱动的延迟探测机制 static int rk3568_serial_probe(struct platform_device *pdev) { struct device *dev pdev-dev; struct device_node *np dev-of_node; // 检查时钟依赖是否就绪 if (!of_device_is_available(np)) { dev_info(dev, device disabled, deferring probe\n); return -EPROBE_DEFER; } // 检查引用的设备是否就绪 if (of_property_read_bool(np, dmas)) { // 等待DMA控制器就绪 if (!device_link_add(dev, dma_dev, DL_FLAG_STATELESS)) { return -EPROBE_DEFER; } } // 检查电源供应 np of_parse_phandle(dev-of_node, power-supply, 0); if (np) { if (!of_device_is_available(np)) { of_node_put(np); return -EPROBE_DEFER; } of_node_put(np); } return 0; } ​ // 3. 设备树属性驱动的配置 static int rk3568_parse_dt(struct device *dev, struct rk3568_config *config) { struct device_node *np dev-of_node; int ret; // 读取必需属性 ret of_property_read_u32(np, clock-frequency, config-clk_freq); if (ret) { config-clk_freq 115200 * 16; // 默认值 } // 读取可选属性 config-hw_flow_ctrl of_property_read_bool(np, uart-has-cts-rts); config-use_dma of_property_read_bool(np, dmas); // 读取数组属性 of_property_read_u32_array(np, fifo-size, config-fifo_size, 2); // 解析phandle数组 config-num_clocks of_count_phandle_with_args(np, clocks, #clock-cells); for (i 0; i config-num_clocks; i) { config-clks[i] of_clk_get(np, i); } return 0; }1.3 数据流向控制的对比分析中断处理机制对比NUC970单层硬编码中断处理// 问题所有中断在同一层级处理缺乏优先级管理 static irqreturn_t nuc970_combined_isr(int irq, void *dev_id) { // UART、SPI、I2C中断都在这一个函数中处理 if (irq NUC970_IRQ_UART0) { handle_uart0(); } else if (irq NUC970_IRQ_SPI0) { handle_spi0(); } else if (irq NUC970_IRQ_I2C0) { handle_i2c0(); } // 问题高优先级任务可能被低优先级阻塞 }RK3568分层中断处理GICv3// 设备树描述的中断层次结构 gic: interrupt-controllerfd400000 { compatible arm,gic-v3; // 支持的中断类型 interrupt-controller; #interrupt-cells 3; // 类型 SPI/PPI 中断号 标志 // 中断优先级支持 #priority-cells 1; // CPU接口 cpu0 { compatible arm,gic-v3-cpuif; reg 0x0 0xfd460000 0x0 0x4000; }; }; ​ // 设备指定中断和优先级 uart0: serialfdd50000 { interrupts GIC_SPI 116 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH; interrupt-names uart; // 可选的中断亲和性设置 interrupt-affinity cpu0, cpu1; };// 内核中的分层中断处理 // drivers/irqchip/irq-gic-v3.c ​ static int gic_irq_domain_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq, unsigned int nr_irqs, void *arg) { struct irq_fwspec *fwspec arg; // 解析设备树中的中断说明符 // 格式GIC_SPI 116 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH hwirq fwspec-param[1]; type fwspec-param[2]; // 设置中断处理函数和优先级 irq_domain_set_info(domain, virq, hwirq, gic_chip, domain-host_data, handle_fasteoi_irq, NULL, NULL); // 设置中断优先级可动态调整 gic_set_irq_priority(hwirq, priority); return 0; }数据缓冲区管理对比NUC970静态固定大小缓冲区// 固定大小的缓冲区无法适应不同场景 #define UART_FIFO_SIZE 16 // 固定16字节FIFO #define UART_RX_BUF_SIZE 256 // 固定256字节接收缓冲区 #define UART_TX_BUF_SIZE 256 // 固定256字节发送缓冲区 ​ // 缓冲区分配 static char uart_rx_buffer[UART_RX_BUF_SIZE]; // 静态分配 static char uart_tx_buffer[UART_TX_BUF_SIZE]; ​ // 问题 // 1. 高速通信时缓冲区不足 // 2. 低功耗应用时缓冲区浪费内存 // 3. 无法根据系统状态动态调整RK3568动态可配置缓冲区// 设备树中可配置缓冲区参数 uart0: serialfdd50000 { // 缓冲区大小可通过设备树配置 rockchip,fifo-size 64; // 硬件FIFO大小 rockchip,rx-fifo-trigger 32; // RX FIFO触发阈值 rockchip,tx-fifo-trigger 16; // TX FIFO触发阈值 // DMA缓冲区参数 dma-buf-size 4096; // DMA缓冲区大小 dma-max-burst 16; // 最大DMA突发长度 };// 运行时动态缓冲区管理 static int dw8250_setup_port(struct uart_port *port) { struct uart_8250_port *up up_to_u8250p(port); struct device *dev port-dev; // 1. 从设备树读取配置 u32 fifo_size; if (!of_property_read_u32(dev-of_node, fifo-size, fifo_size)) { up-fifosize fifo_size; } else { up-fifosize 64; // 默认值 } // 2. 动态分配DMA缓冲区 if (up-dma) { u32 dma_buf_size; if (!of_property_read_u32(dev-of_node, dma-buf-size, dma_buf_size)) { up-dma-rx_size dma_buf_size; up-dma-tx_size dma_buf_size; } // 根据实际需求分配内存 up-dma-rx_buf dma_alloc_coherent(dev, up-dma-rx_size, up-dma-rx_addr, GFP_KERNEL); } // 3. 配置FIFO触发阈值 u32 rx_trigger, tx_trigger; if (!of_property_read_u32(dev-of_node, rx-fifo-trigger, rx_trigger)) { serial_out(port, UART_FCR, UART_FCR_ENABLE_FIFO | UART_FCR_R_TRIG_00 | (rx_trigger 6)); } return 0; }数据流控制协议对比NUC970硬编码流控制// 固定支持RTS/CTS硬件流控 static void nuc970_uart_set_flow_control(struct uart_port *port, bool enable) { unsigned int mcr serial_in(port, UART_MCR); if (enable) { mcr | UART_MCR_AFE; // 自动流控使能 } else { mcr ~UART_MCR_AFE; } serial_out(port, UART_MCR, mcr); // 问题无法支持其他流控协议 // 如XON/XOFF、自定义协议等 }RK3568可配置多协议流控// 设备树中声明支持的流控协议 uart0: serialfdd50000 { // 支持的流控类型 uart-has-cts-rts; // 硬件RTS/CTS uart-has-dtr-dsr; // 硬件DTR/DSR uart-support-xon-xoff; // 软件XON/XOFF // 流控参数配置 uart-rts-active-high; // RTS高电平有效 uart-cts-active-high; // CTS高电平有效 // 自定义流控GPIO cts-gpios gpio0 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_LOW; rts-gpios gpio0 RK_PC0 GPIO_ACTIVE_LOW; dtr-gpios gpio0 RK_PA5 GPIO_ACTIVE_LOW; dsr-gpios gpio0 RK_PA6 GPIO_ACTIVE_LOW; };// 动态流控协议支持 static int dw8250_config_flow_control(struct uart_port *port) { struct device *dev port-dev; bool has_cts_rts, has_dtr_dsr, support_xon_xoff; // 读取设备树配置 has_cts_rts of_property_read_bool(dev-of_node, uart-has-cts-rts); has_dtr_dsr of_property_read_bool(dev-of_node, uart-has-dtr-dsr); support_xon_xoff of_property_read_bool(dev-of_node, uart-support-xon-xoff); // 配置硬件流控 if (has_cts_rts) { // 获取CTS/RTS GPIO port-cts_gpio of_get_named_gpio(dev-of_node, cts-gpios, 0); port-rts_gpio of_get_named_gpio(dev-of_node, rts-gpios, 0); // 配置硬件寄存器 serial_out(port, UART_MCR, UART_MCR_RTS | UART_MCR_AFE); } // 配置软件流控 if (support_xon_xoff) { port-xon_xoff true; port-x_char XON; // 默认XON字符 port-x_off_char XOFF; port-x_on_char XON; } return 0; }1.4 模块控制机制对比电源管理控制对比NUC970简单开关式电源管理// 简单的电源使能/禁用控制 static void nuc970_device_power_control(int device_id, bool enable) { switch (device_id) { case DEVICE_UART0: if (enable) { writel(readl(PWR_CTL) | PWR_UART0_EN, PWR_CTL); mdelay(10); // 固定延迟等待稳定 } else { writel(readl(PWR_CTL) ~PWR_UART0_EN, PWR_CTL); } break; case DEVICE_SPI0: // 类似硬编码控制 break; } // 问题 // 1. 固定延迟无法适应不同硬件 // 2. 无状态管理 // 3. 不支持电源域 }RK3568精细化的电源域管理// 设备树中的电源域描述 power: power-controller { compatible rockchip,rk3568-power-controller; #power-domain-cells 1; // 定义电源域 pd_vi: power-domainRK3568_PD_VI { #power-domain-cells 0; reg RK3568_PD_VI; clocks cru HCLK_VI, cru ACLK_VI; pm_qos qos_vi; }; pd_vo: power-domainRK3568_PD_VO { #power-domain-cells 0; reg RK3568_PD_VO; clocks cru HCLK_VO, cru ACLK_VO; pm_qos qos_vo; // 电源域依赖关系 power-domains power RK3568_PD_VI; }; }; ​ // 设备绑定到电源域 isp: ispfdb00000 { compatible rockchip,rk3568-isp; // 指定所属电源域 power-domains power RK3568_PD_VI; // 电源管理相关属性 rockchip,suspend-pwr-off 1; // 挂起时关闭电源 };// 运行时电源管理 static int rk3568_isp_runtime_pm(struct device *dev) { struct rkisp_device *isp dev_get_drvdata(dev); // 1. 运行时挂起 static int rkisp_runtime_suspend(struct device *dev) { // 保存寄存器状态 rkisp_save_registers(isp); // 关闭时钟 pm_runtime_put_sync(dev); // 释放电源域 pm_genpd_remove_device(dev); return 0; } // 2. 运行时恢复 static int rkisp_runtime_resume(struct device *dev) { // 申请电源域 pm_genpd_add_device(dev); // 使能时钟 pm_runtime_get_sync(dev); // 恢复寄存器状态 rkisp_restore_registers(isp); return 0; } // 3. 注册PM操作 static const struct dev_pm_ops rkisp_pm_ops { SET_RUNTIME_PM_OPS(rkisp_runtime_suspend, rkisp_runtime_resume, NULL) SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(pm_runtime_force_suspend, pm_runtime_force_resume) }; return 0; }时钟管理控制对比NUC970固定频率时钟树// 静态时钟配置无法动态调整 static struct clk *nuc970_clk_setup(void) { struct clk *pll, *uart_clk; // 固定频率PLL pll clk_register_fixed_rate(NULL, pll, NULL, 0, 24000000); // 固定分频器 uart_clk clk_register_divider_table(NULL, uart_div, pll, 0, CLK_DIV_REG, 4, 2, 0, uart_div_table, NULL); // 问题 // 1. 频率固定无法DVFS // 2. 分频比有限 // 3. 无法动态重配置 }RK3568动态可调时钟框架// 复杂的时钟树描述 cru: clock-controllerfdd20000 { compatible rockchip,rk3568-cru; reg 0x0 0xfdd20000 0x0 0x5c00; #clock-cells 1; #reset-cells 1; // 可配置的PLL pll: gpll { #clock-cells 0; compatible rockchip,rk3568-pll; clock-output-names gpll; assigned-clocks pll; assigned-clock-rates 1200000000; }; // 灵活的分频器 uart_div: clk-uart-div { #clock-cells 0; compatible rockchip,rk3568-divider; clocks pll; clock-output-names uart_div; rockchip,div-type uart; rockchip,div-width 16; // 16位分频器 }; };// 动态时钟频率调整 static int rk3568_uart_adjust_clock(struct uart_port *port) { struct clk *clk port-clk; unsigned long rate; int ret; // 1. 获取当前频率 rate clk_get_rate(clk); // 2. 根据波特率计算所需频率 unsigned long needed_rate baud * 16; // 3. 如果频率需要改变 if (rate ! needed_rate) { // 查找最接近的可实现频率 rate clk_round_rate(clk, needed_rate); // 4. 动态设置新频率 ret clk_set_rate(clk, rate); if (ret) { dev_err(port-dev, failed to set clock rate: %ld\n, rate); return ret; } // 5. 重新配置波特率分频器 uart_update_baud_rate(port, baud, rate); } return 0; }第三部分总结在数据流向与模块控制机制方面RK3568的设备树模式相比NUC970的平台数据模式实现了从刚性管道到柔性管网的转变数据流向控制从硬编码的单一路径到可配置的多路径选择中断处理从单一优先级到多级分层中断管理缓冲区管理从固定大小到动态可调整模块通信从紧耦合直接调用到松耦合设备树引用电源管理从简单开关到精细化的电源域控制时钟管理从固定频率到动态频率调节核心架构进步设备树不仅仅描述硬件是什么更重要的是描述了硬件如何连接数据流路径硬件如何交互协议和时序硬件如何管理电源和时钟硬件如何扩展可配置参数这种描述能力的提升使得Linux内核能够智能路由数据根据系统状态选择最优数据路径动态平衡负载根据需求调整中断优先级和CPU亲和性精细能耗管理按需启用/禁用硬件模块自适应性能调节根据工作负载动态调整频率和电压设备树模式将嵌入式系统从预定义的固定功能设备转变为可编程、可配置、自适应的智能平台这是满足现代复杂应用需求的必然选择。