KaihongOS设备开发中Sensor 驱动开发

Sensor 驱动开发

1.1 概述

Sensor 是较为常见的输入设备，用于感知环境状态，从而实现相应的响应。相较于原始的 Linux 驱动模式，KaihongOS 在 HDF（Hardware Driver Foundation）层实现 Sensor 的驱动。这种实现方式能够实现一次开发，支持在不同的内核环境部署，比如轻量级系统、小系统或者标准 Linux 系统。此外，在 HDF 框架中，对于不同的驱动能够实现统一管理，每一个驱动都对外能够提供服务，对应用层来说，只需调用 HDI（Hardware Device Interface）接口即可获取驱动服务的能力。

1.2 Sensor 驱动模型

OpenHarmony 中基于 HDF 驱动框架的 Sensor 驱动模型如下图：

图 1-1 Sensor 驱动模型

Sensor 驱动模型屏蔽硬件器件差异，为上层 Sensor 服务系统提供稳定的 Sensor 基础能力接口，包括 Sensor 列表查询、Sensor 启停、Sensor 订阅及取消订阅、Sensor 参数配置等功能。Sensor 设备驱动的开发是在 HDF 驱动框架基础上，结合操作系统抽象层（OSAL,Operating System Abstraction Layer）和平台驱动接口（比如 I2C/SPI/UART 总线等平台资源）能力，屏蔽不同操作系统和平台总线资源差异，实现 Sensor 驱动“一次开发，多系统部署”的目标。

如图 1-1 所示，OpenHarmony 中 Sensor 驱动模型的分为以下层级：

Hardware：此层决定了 Sensor 设备与 CPU 是如何连接的，外设使用何种方式（比如 I2C、SPI、GPIO 等）进行通讯等等。
Driver：该层实现硬件外设驱动，包括 HdfDriverEntry 中的 bind Init、realese 函数，以及数据 OpsCall 里面的 ReadData。
HDI：接口定义与实现。接口主要包括所有 Sensor 信息查询、Sensor 启停、Sensor 订阅/取消订阅、Sensor 参数配置等稳定的接口，简化服务开发。
Framework：上层 Sensor 服务。

1.3 HCS 配置

对于不同的平台，需要在对应的平台目录修改对应的 hcs 文件，下面示例为 khdvk_rk3568_a 平台下新增 sensor 模块的修改方法。

1.3.1 配置 device_info.hcs

文件路径

vendor/kaihong/khdvk_rk3568_a/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs

配置说明

在 device_info.hcs 中添加以下信息：

图 1-2 配置 device_info.hcs

主要字段说明如下:

policy：服务策略。取值“0”表示不发布服务，取值“1”表示向内核态发布服务，取值“2”表示向内核用户态发布服务。
moduleName：与驱动实现的 HdfDriverEntry 结构体中的 moduleName 相同。
deviceMatchAttr：驱动的私有配置信息。
serviceName：服务名称，最终会在/dev/节点下生成 serviceName 的节点（生成节点的前提条件是 policy 配置为大于等于 1）。

1.3.2 配置 sensor_config.hcs

文件路径

vendor/kaihong/khdvk_rk3568_a/hdf_config/khdf/sensor/sensor_config.hcs

配置说明

在 sensor_config.hcs 中添加如下内容：

#include "accel/bmi160_config.hcs"

1.3.3 配置 bmi160_config.hcs

文件路径

vendor/kaihong/khdvk_rk3568_a/hdf_config/khdf/sensor/accel/bmi160_config.hcs

配置说明

新增文件夹 accel，并新建文件 bmi160_config.hcs，文件内容如下：

#include "../sensor_common.hcs"
root {accel_bmi160_chip_config : sensorConfig {match_attr = "hdf_sensor_accel_driver";sensorInfo :: sensorDeviceInfo {sensorName = "accelerometer";vendorName = "borsh_bmi160"; // max string length is 16 bytessensorTypeId = 1; // enum SensorTypeTagsensorId = 1; // user define sensor idpower = 230;}sensorBusConfig :: sensorBusInfo {busType = 0; // 0:i2c 1:spibusNum = 6;busAddr = 0x68;regWidth = 1; // 1byte}sensorIdAttr :: sensorIdInfo {chipName = "bmi160";chipIdRegister = 0x00;chipIdValue = 0xd1;}sensorRegConfig {/*  regAddr: register addressvalue: config register valuelen: size of valuemask: mask of valuedelay: config register delay time (ms)opsType: enum SensorOpsType 0-none 1-read 2-write 3-read_check 4-update_bitcalType: enum SensorBitCalType 0-none 1-set 2-revert 3-xor 4-left shift 5-right shiftshiftNum: shift bitsdebug: 0-no debug 1-debugsave: 0-no save 1-save*//* regAddr, value, mask, len, delay, opsType, calType, shiftNum, debug, save */initSeqConfig = [0x7e,    0xb6, 0xff,   1,     5,       2,       0,        0,     0,    0,0x7e,    0x10, 0xff,   1,     5,       2,       0,        0,     0,    0];enableSeqConfig = [0x7e,    0x11, 0xff,   1,     5,       2,       0,        0,     0,    0,0x41,    0x03, 0xff,   1,     0,       2,       0,        0,     0,    0,0x40,    0x08, 0xff,   1,     0,       2,       0,        0,     0,    0];disableSeqConfig = [0x7e,    0x10, 0xff,   1,     5,       2,       0,        0,     0,    0];}}
}

注意根据实际情况修改以上加粗内容的配置。

1.4 编译选项修改

在 drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/model/sensor/Kconfig 中添加以下内容：

config DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160bool "Enable HDF accel bmi160 sensor driver"default ndepends on DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCELhelpAnswer Y to enable HDF accel bmi160 sensor driver.

在 drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/model/sensor/Makefile 中添加以下内容：

obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160) += $(SENSOR_ROOT_CHIPSET)/chipset/accel/accel_bmi160.o

添加后如下图所示：

图 1-3 修改 Makefile

对应的驱动实现文件如下:

drivers/peripheral/sensor/chipset/accel/accel_bmi160.cdrivers/peripheral/sensor/chipset/accel/accel_bmi160.h

内核 defconfig 配置

在

device/board/kaihong/khdvk_rk3568_a/kernel/config/khdvk_rk3568_a/khdvk_rk3568_a_defconfig

文件中添加以下内容：

CONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR=yCONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL=yCONFIG_DRIVERS_HDF_SENSOR_ACCEL_BMI160=y

1.5 应用代码目录说明

Sensor 驱动对外服务的接口实现均在 drivers/peripheral/sensor 路径下，该目录对应的功能说明如下：

/drivers/peripheral/sensor├── hal         # sensor模块hal层代码│  └── include    # sensor模块hal层内部头文件│  └── src      # sensor模块hal层代码的实现├── interfaces     # sensor模块对上层服务提供的驱动能力接口│  └── include    # sensor模块对外提供的接口定义├── hdi_service    # sensor模块hdi层代码├── test        # sensor模块测试代码│  └── unittest    # sensor模块单元测试代码