### 嵌入式Ubuntu_Linux2_6内核下的I2C驱动架构及应用
#### I2C驱动架构概述
I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是由飞利浦公司开发的一种两线式串行总线协议，主要用于连接低速的芯片，如传感器、EEPROM等。在嵌入式系统中，I2C因其简洁性和灵活性而得到广泛应用。在Linux环境下，为了更好地支持多设备和多任务的需求，I2C驱动架构设计得相当复杂且结构化。
#### I2C驱动分层结构
I2C驱动在Linux内核中的实现主要分为三个层次：
1. **I2C设备层驱动**：这一层主要负责具体的I2C设备驱动实现，例如传感器或存储器的读写操作。
2. **I2C核心层驱动**：这部分提供了通用的I2C驱动框架和服务，例如设备注册、数据传输等核心功能。
3. **I2C总线（适配器）层驱动**：这一层实现了与硬件总线适配器的交互，包括信号的发送和接收。
#### I2C源码组织结构
Linux内核中的I2C相关代码主要集中在`linux-kernel/i2c`目录下。其中：
- `i2c_core.c`：负责实现I2C的核心逻辑，如总线管理、设备注册等。
- `i2c_dev.c`：提供了一组接口用于设备文件的读写操作。
- `busses/`：包含各种不同的物理总线适配器驱动代码。
- `chips/`：存放了针对具体设备的驱动代码。
- `algorithm/`：提供了一系列的I2C通信算法。
#### 数据结构与功能函数
1. **数据结构**：在I2C驱动架构中，几个关键的数据结构非常重要，包括但不限于：
- `struct i2c_adapter`：表示一个I2C总线适配器，包含了总线的配置信息和操作函数。
- `struct i2c_client`：表示一个连接到I2C总线上的设备，包含了设备的基本信息和操作函数。
- `struct i2c_msg`：表示一个I2C消息，包含了数据传输的方向、地址、缓冲区等信息。
- `struct i2c_driver`：表示一个I2C设备驱动，包含了设备的识别信息和操作函数。
2. **功能函数**：
- 在总线层，提供了底层的信号时序处理函数，如`i2c_transfer()`用于数据的传输。
- 在核心层，提供了通用的驱动函数，如`i2c_add_driver()`用于添加新的驱动。
- 在设备层，则通过调用核心层提供的函数完成对总线适配器功能的调用，并向应用层提供具体设备的功能函数。
#### 驱动加载过程
1. **总线（适配器）驱动的加载**：
- 当总线驱动作为模块单独加载时，首先需要注册一个`platform_driver`结构体。
- 这个结构体中包含了适配器的初始化函数`probe()`和移除函数`remove()`等函数指针。
- 加载模块时，会调用`probe()`函数初始化适配器硬件，包括使能硬件和申请必要的资源。
2. **设备驱动的加载**：
- 设备驱动有两种加载方式：通过`i2c_dev.c`创建设备节点接口函数或者通过`chips/`下的C文件实现。
- 第一种方式是在应用层直接调用设备文件接口函数，第二种方式则是通过调用特定的设备驱动函数来实现。
#### 结论
在嵌入式Ubuntu Linux 2.6内核环境下，I2C驱动架构的设计遵循了分层原则，将复杂的驱动功能分解为不同的层次，提高了系统的可扩展性和维护性。通过对I2C驱动架构的理解和掌握，开发者可以更加高效地开发出符合需求的I2C设备驱动程序。
