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SDK 设备树介绍

1. 设备树介绍​

设备树（Device Tree）是 Linux 内核中用于描述板级硬件信息的一种机制。它以文本形式编写，通常采用 .dts（Device Tree Source）或 .dtsi（Device Tree Source Include）作为扩展名。其中，.dts 文件定义具体的硬件设备信息，而 .dtsi 文件则用于提取通用的设备或平台配置，被 .dts 文件引用。 Luckfox Pico 的设备树文件位于 luckfox-pico SDK/sysdrv/source/kernel/arch/arm/boot/dts 目录下。

设备树在编译过程中，.dts 和 .dtsi 文件会被编译为二进制格式的 .dtb（Device Tree Blob）文件。系统启动时，U-Boot 会将 .dtb 文件加载到内存中，内核在启动过程中解析该文件，根据其中的设备信息完成硬件初始化、驱动加载以及设备节点的注册等操作。 需要注意的是，从 Linux 4.4 内核开始引入了动态设备树（Dynamic Device Tree）机制，允许在系统运行时修改或覆盖 .dtb 中的部分配置。内核驱动将根据新的配置信息进行动态调整，而不仅仅依赖启动阶段加载的静态 .dtb。

2. 设备树配置简介​

Luckfox Pico 的镜像编译阶段首先需要选择对应的板级支持文件。

./build.sh lunch

  • 板级支持文件信息被软链接到 < luckfox-pico SDK >/.BoardConfig.mk

  • 板级支持文件配置了 Luckfox Pico 型号对应的 .dts 文件，其中 Luckfox Pico 硬件设计通用部分较多的型号使用的 .dts 文件会包含同一个 .dtsi 文件以方便统一管理。

  • 不同型号对应的.dts 和 .dtsi 设备树文件如下：

    型号.dts.dtsi
    Luckfox Picorv1103g-luckfox-pico.dtsrv1103-luckfox-pico-ipc.dtsi
    Luckfox Pico mini arv1103g-luckfox-pico-mini-a.dtsrv1103-luckfox-pico-ipc.dtsi
    Luckfox Pico mini brv1103g-luckfox-pico-mini-b.dtsrv1103-luckfox-pico-ipc.dtsi
    Luckfox Pico plusrv1103g-luckfox-pico-plus.dtsrv1103-luckfox-pico-ipc.dtsi
    Luckfox Pico pro/maxrv1106g-luckfox-pico-pro-max.dtsrv1106-luckfox-pico-pro-max-ipc.dtsi
    Luckfox Pico ultrarv1106g-luckfox-pico-ultra.dtsrv1106-luckfox-pico-ultra-ipc.dtsi
    Luckfox Pico ultra Wrv1106g-luckfox-pico-ultra-w.dtsrv1106-luckfox-pico-ultra-ipc.dtsi
    Luckfox Pico Pi A/Brv1106g-luckfox-pico-pi.dtsrv1106-luckfox-pico-pi-ipc.dtsi
    Luckfox Pico Pico Pi A/B Wrv1106g-luckfox-pico-pi-w.dtsrv1106-luckfox-pico-pi-ipc.dtsi
    Luckfox-Pico-86-Panel-0208/0408rv1106g-luckfox-pico-86panel.dtsrv1106-luckfox-pico-86panel-ipc.dtsi
    Luckfox-Pico-86-Panel-1208/1408rv1106g-luckfox-pico-86panel-w.dtsrv1106-luckfox-pico-86panel-ipc.dtsi

3. 设备树配置​

3.1 设备树文件结构​

Luckfox Pico 使用的 RV1103 / RV1106 芯片相关的设备树基本配置 rv1106.dtsi、rv1106-pinctrl.dtsi 等由 Rockchip 提供，结合 Luckfox Pico 具备的硬件资源在 .dtsi 中配置 Luckfox Pico 的默认配置，最后在 .dts 文件配置型号特定的硬件设备信息。

  • .dts 文件中的配置信息优先级最高可以覆盖 .dtsi 文件的配置，可以引用 .dtsi 的节点修改属性或重新创建节点
  • 为了方便编辑，板级支持文件对应的 .dts 文件在执行 ./build.sh 后会软链接到 < luckfox-pico SDK >/config/dts_config 下，正常仅需要对其编辑配置设备功能，.dtsi 文件不作改动

3.2 常用配置​

3.2.1 GPIO 配置​

引脚在默认情况下作为 GPIO ,利用 sysfs 可以配置其输出高低电平，但是默认上下拉只能通过设备树或写入寄存器进行配置。以配置gpio1 pc7默认为上拉为例在 < luckfox-pico SDk >/config/dts_config 中添加 

/{
    /*-------------------------------------------------------*/
    /*----------------------other data-----------------------*/
    /*-------------------------------------------------------*/

    gpio1pc7:gpio1pc7 {
        compatible = "regulator-fixed";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&gpio1_pc7>;
        regulator-name = "gpio1_pc7";
        regulator-always-on;
    };  
};

&pinctrl {
    gpio1-pc7 {
        gpio1_pc7:gpio1-pc7 {
            rockchip,pins = <1 RK_PC7 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
        };
    };
};
  • gpio1pc7 表示新建的节点，必须放在原有的根节点下，不能单独新建根节点
  • other data 表示默认配置的 luckfox pico 的 model 和 compatible 属性。
  • pcfg_pull_up 表示默认上拉，pcfg_pull_down 表示默认下拉，pcfg_pull_none 表示默认无上下拉。

3.2.2 PWM 配置​

PWM 功能同一时间只能被一个引脚使用，比如 PWM1M0 跟 PWM1_M1 对应的引脚无法同时作为 PWM1 使用，控制使用引脚主要通过 pinctrl 属性实现。以使能 PWM1M0 为例在 < Luckfox-pico SDK >/config/dts_config 中添加

&pwm1 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&pwm1m0_pins>;
};
  • &pwm1 表示引用的节点，来源参考 rv1106.dtsi
  • &pwm1m0_pins 表示引用的 pinctrl 节点，包含引脚和复用模式信息，来源参考 rv1106-pinctrl.dtsi。
  • 由于 PWM 的频率和占空比都可以使用sysfs进行设置，所以pwm的设备树配置仅配置使能状态。

3.2.3 UART 配置​

UART 功能同一时间只能被一组引脚使用，比如 UART1M0 和 UART1M1 引脚组无法同时使用，组合内的引脚也不能拆开来组合使能，控制使用引脚主要通过 pinctrl 属性配置。以使能 UART1M0 为例在 < Luckfox-pico SDK >/config/dts_config 中添加

&uart1 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&uart1m0_xfer>;
};
  • &uart1 表示引用的节点，来源参考 rv1106.dtsi
  • &uart1m0_xfer 表示引用的pinctrl 节点，包含引脚和复用模式信息，来源参考 rv1106-pinctrl.dtsi。
  • 如果需要启动流控，还需要在确定该组 uart 具备流控引脚的前提下在 pinctrl-0 属性中添加流控所需要的 ctsn 和 rtsn 引脚信息。

3.2.4 I2C 配置​

I2C 功能同一时间只能被一组引脚使用，比如 I2C0M0 和 I2C0M1 无法同时使用，组合内的引脚也不能拆开来组合使能，控制使用引脚主要通过 pinctrl 属性配置。以使能 I2C0M0 为例在 < Luckfox-pico SDK >/config/dts_config 中添加

&i2c0 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&i2c0m0_xfer>;
    clock-frequency = <100000>;
};
  • &i2c0 表示引用的节点，来源参考 rv1106.dtsi
  • &i2c0m0_xfer 表示引用的 pinctrl 节点，包含引脚和复用模式信息，来源参考 rv1106-pinctrl.dtsi
  • clock-frequency 属性配置的是 I2C 的时钟频率，单位是 Hz 可以根据实际情况进行配置，默认i2c使用标准模式配置为 100000（100kHZ） 即可

3.2.5 SPI 配置​

SPI 功能同一时间只能被一组引脚使用，比如 SPI0M0 和 SPI0M1 无法同时使用，组合内的引脚也不能拆开来组合使能，但是同一组 SPI 的引脚可以不全部使用（比如仅使能 CLK 和 MISO 引脚），主要通过pinctrl属性配置，rv1106-pinctrl.dtsi 提供的 pinctrl 节点不一定能满足使用，可以修改或新建 pinctrl 节点。以使能SPI0M0，仅使能 CLK 和 MOSI 引脚为例在 < Luckfox-pico SDK >/config/dts_config 中添加

&spi0 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&spi0m0_clk &spi0m0_mosi>;
    spidev@0 {
        status = "okay";
        compatible = "rockchip,spidev";
        spi-max-frequency = <50000000>;
        reg = <0>;
    };
    fbtft@0 {
        status = "disabled";
    };
};
  • &spi0 表示引用的节点，来源参考 rv1106.dtsi
  • pinctrl-0 引用的节点在对应 Luckfox Pico 型号的 .dtsi 中配置，和 rv1106-pinctrl.dtsi 的节点区别为将每个引脚单独分开以便于组合
  • spi-max-frequency 属性配置的是SPI的时钟频率，单位是Hz可以根据实际情况进行配置，默认spi使用50MHz
  • spidev@0 表示引用 .dtsi 的子节点，用于作为 SPI 通信的主设备使用
  • fbtft@0 在支持 fbtft 的 luckfox pico 对应的 .dtsi 中有配置，不能和 spidev@0 同时使能，如果对应的 .dtsi 中没有fbtft@0 节点，此处的设置也没有影响
  • pinctrl/spi0 配置了spi0m0_clk、spi0m0_mosi、spi0m0_miso、spi0m0_cs0 四个引脚，但仅使用了spi0m0_clk 和 spi0m0_mosi，没有被使用的引脚不会被使能为 SPI 功能
    /* 该 pinctrl 节点的创建已经在 dtsi 实现，在 dts 不需要添加 */
    &pinctrl {
        spi0 {
            spi0m0_clk: spi0m0-clk {
                rockchip,pins = <1 RK_PC1 4 &pcfg_pull_none>;
            };
            spi0m0_mosi: spi0m0-mosi {
                rockchip,pins = <1 RK_PC2 6 &pcfg_pull_none>;
            };
            spi0m0_miso: spi0m0-miso {
                rockchip,pins = <1 RK_PC3 6 &pcfg_pull_none>;
            };
            spi0m0_cs0: spi0m0-cs0 {
                rockchip,pins = <1 RK_PC0 4 &pcfg_pull_none>;
            };
        };
    };

3.2.6 USB 配置​

Luckfox Pico 的 USB 默认使用 peripheral 模式，USB 作为从设备电脑可以使用 adb 进入终端，并作为 RNDIS 设备接入电脑局域网。在 peripheral 模式下直接插入 U 盘、键盘等外设是没有反应的，需要在设备树中将 USB 模式配置为 host 才能作为主设备识别接入的外设。以配置 USB 为 host 为例在 < Luckfox-pico SDK >/config/dts_config 中添加

&usbdrd_dwc3 {
    status = "okay";
    dr_mode = "host";
};
  • &usbdrd_dwc3 表示引用的配置 USB 模式的节点，其他依赖的 USB 节点已经默认使能，来源和默认配置参考 rv1106.dtsi 和 Luckfox Pico 型号对应的 .dtsi 文件
  • dr_mode 属性配置的是 USB 的模式，host 表示主设备模式，peripheral 表示从设备模式。

3.2.7 CSI 配置​

Luckfox Pico 的 CSI 默认开启，在 Luckfox Pico / Mini / Plus / Pro / Max 上插入 CSI 摄像头就可以进行控制，在 Luckfox Pico Ultra / Ultra W 上I2C4 除了CSI 其他引脚组也被引出，所以需要修改 I2C4 的 pinctrl-0 属性才能让 CSI 接口正常使用。以在 Luckfox Pico Ultra 上使能 CSI 接口正常工作为例在 < Luckfox-pico SDKJ >/config/dts_config 中添加

&csi2_dphy_hw {
    status = "okay";
};

&i2c4 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <400000>;
    pinctrl-0 = <&i2c4m2_xfer>;
};
  • &csi2_dphy_hw 表示引用的CSI2 D-PHY的节点，是 CSI 接口的底层节点，该节点没有使能会使其他节点的属性设置失效
  • &i2c4 表示引用的 i2c4 节点，其有关 Sensor 的子节点在对应的 .dtsi 下，默认已经开启对 SC3336 的支持
  • pinctrl-0 在 Luckfox Pico Ultra 中被默认配置为 "<&i2c4m0_xfer &i2c4m1_xfer &i2c4m2_xfer>"以确保最终编译生成的dtb中的设备树信息完整,这里在dts中配置会覆盖dtsi中的配置使CSI正确使能