1. 学习目标

  1. 理解 IIO 子系统的作用

理解 Linux 如何统一管理传感器设备：

ADC
DAC
IMU
温度传感器
压力传感器
  • 理解 Linux IIO 子系统架构

理解 IIO 驱动结构：

User Space
   │
   ▼
IIO Core
   │
   ▼
IIO Driver
   │
   ▼
Hardware
  • 理解 IIO 核心结构

掌握核心对象：

iio_dev
iio_chan_spec
iio_info
  • 理解 IIO 数据采集机制

掌握：

Direct mode
Buffered mode
Trigger
  • 能编写简单 IIO 驱动

掌握 API：

iio_device_alloc
iio_device_register

2. IIO 子系统简介

IIO 表示：

工业输入输出系统

用于管理：

模拟信号
传感器设备
数据采集设备

例如：

ADC
DAC
IMU
温度传感器
光照传感器

3. Linux IIO 子系统架构

Linux IIO 子系统结构：

User Space
    │
    ▼
Sysfs Interface
    │
    ▼
IIO Core
    │
    ▼
IIO Driver
    │
    ▼
Hardware

用户空间通常通过：

/sys/bus/iio

访问设备。

4. IIO 核心结构

IIO 子系统核心对象：

iio_dev
iio_chan_spec
iio_info

5. iio_dev

iio_dev 表示：

一个 IIO 设备

结构：

struct iio_dev
{
    struct device dev;
    const struct iio_info *info;
    const struct iio_chan_spec *channels;
    int num_channels;
};

作用：

描述整个传感器设备

6. iio_chan_spec

iio_chan_spec 表示：

传感器通道

例如：

ADC0
ADC1
温度通道
加速度通道

结构：

struct iio_chan_spec
{
    int type;
    int channel;
};

示例

定义 ADC 通道：

static const struct iio_chan_spec adc_channels[] =
{
    {
        .type = IIO_VOLTAGE,
        .channel = 0,
    },
};

7. iio_info

iio_info 表示：

IIO 设备操作接口

结构：

struct iio_info
{
    int (*read_raw)(struct iio_dev *,
                    struct iio_chan_spec const *,
                    int *, int *, long);
};

作用：

读取设备数据

8. IIO 驱动注册流程

IIO 驱动基本流程：

分配 iio_dev
      │
配置 channel
      │
实现 iio_info
      │
iio_device_register

流程图：

IIO Driver
      │
      ▼
iio_device_alloc
      │
      ▼
iio_device_register
      │
      ▼
/sys/bus/iio/devices

9. IIO 数据读取

驱动通过：

read_raw()

返回数据。

示例：

static int my_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
                       struct iio_chan_spec const *chan,
                       int *val, int *val2, long mask)
{
    *val = 1234;
    return IIO_VAL_INT;
}

10. IIO 驱动示例

简单 IIO 驱动：

static const struct iio_info my_iio_info =
{
    .read_raw = my_read_raw,
};

static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct iio_dev *indio_dev;

    indio_dev = devm_iio_device_alloc(&pdev->dev, 0);

    indio_dev->info = &my_iio_info;
    indio_dev->channels = adc_channels;
    indio_dev->num_channels = 1;

    iio_device_register(indio_dev);

    return 0;
}

11. 用户空间访问

IIO 设备位于：

/sys/bus/iio/devices/

例如：

/sys/bus/iio/devices/iio:device0

读取数据：

cat in_voltages0_raw

输出：

2048

12. Buffered Mode

IIO 支持：

缓冲采样

用于：

高速数据采集

例如：

IMU
高速 ADC

结构：

Trigger
Buffer
Driver

13. Trigger 机制

Trigger 表示：

采样触发源

例如：

定时器
外部中断
硬件事件

流程：

Trigger
   │
   ▼
ADC sample
   │
   ▼
Buffer

14. IIO 子系统结构总结

Linux IIO 子系统结构：

User Space
   │
   ▼
Sysfs
   │
   ▼
IIO Core
   │
   ▼
IIO Driver
   │
   ▼
Hardware

核心结构：

iio_dev
iio_chan_spec
iio_info

15. 驱动常见问题

sysfs 没有设备

原因：

iio_device_register 未调用

无法读取数据

原因：

read_raw 未实现

通道错误

原因：

iio_chan_spec 配置错误

16. 总结

Linux IIO 子系统核心结构：

iio_dev
iio_chan_spec
iio_info

关系：

IIO Core
     │
     ▼
IIO Driver
     │
     ▼
Hardware

最重要原则：

IIO 驱动 = IIO Framework + Sensor Hardware

17. Q&A

17.1 架构理解

  1. IIO 子系统主要管理哪些设备？

  2. 为什么 ADC 驱动通常基于 IIO？

17.2 核心结构

  1. iio_dev 表示什么？

  2. iio_chan_spec 表示什么？

17.3 驱动流程

  1. iio_device_register 做了什么？

  2. read_raw 的作用是什么？