rockchip sensors da215s适配

一、

RK3568 da215s适配 ,增加一个新的 sensor 驱动需做一些适配工作。

SOC：RK3568

KERNEL：Android 12

二、 Android sensors 架构

三、 Sensors hal 与 kernel driver 的通信框图

四、 Rockchip sensors hal 介绍

代码路径： hardware/rockchip/sensor/st ，支持最新的 SENSORS_DEVICE_API

_VERSION_1_3 android sensors hal API 接口。其实现的接口包括：

get_sensors_list - 返回所有传感器的列表

activate - 启动或停止传感器

batch - 设置传感器的参数，如采样率和最大报告延迟

setDelay - 仅用于 1.0 版本的 HAL ，设置指定传感器的采样率

flush - 刷写指定传感器的 FIFO ，并在完成后报告刷写完成事件

poll - 返回可用的传感器事件

其中 flush 接口并没有真正实现，因为要具体到硬件的 fifo 支持，由于我们支持的

sensor 型号多，无法做到统一接口实现，所以这里只是绕过，直接返回

META_DATA_FLUSH_COMPLETE 类型数据

五、 Rockchip sensors kernel driver 介绍

代码路径： kernel/drivers/input/sensors ，其中 sensor-dev.c 是核心代码，整合

了不同类型的 sensor ，包括 accel, gyro, lsensor, psensor, compass 等

六、新增一个 sensor 驱动流程

这里以增加一个最常用的 gsensor 为例，其他类型的 sensor 类似。

Android hal 不需要任何修改， hal 的是按 +-4G 的 Gsensor 量程， adc 14bit 来配

置的，也就是 4 G 对应的数值是 16384*4 ；所以 driver 层增加 gsensor 驱动，上报数值需

要根据量程和 adc 的精度来适配

具体步骤如下，以 da215s acc 为例：

sensor-dev.h 中添加 sensor_id，其中gsensor_da215s_id 的 ”gs_da215s ”字段与 dts 中的 compatible

字段对应。

kernel-5.10\include\linux\sensor-dev.h

6.2 增加 gsensor chip 驱动

driver/input/sensors/accel/目录下增加相应驱动
实现 gsensor_mpu6500_ops 实例：
struct sensor_operate gsensor_da215s_ops= {
.name = "gs_da215s",            //与 gsensor_da215s_id 中定义的名称一致
.type = SENSOR_TYPE_ACCEL,      //sensor 类型是 gsensor
.id_i2c = ACCEL_ID_DA215S,      // 定 义 在 include/linux/sensor-dev.h 中
.read_reg = ACC_X_LSB,          //读取 gsensor 数据的起始 寄存器地址
.read_len = 6,                  //需要读取的 gsensor 数据的字节数
.id_reg = DA215S_CHIP_ID,       //芯片唯一 ID 寄存器
.id_data = DA215S_CHIPID_DATA,  //芯片 ID 值
.precision = DA215S_PRECISION,  //采样 gsensor 数据的adc 位数
.ctrl_reg = DA215S_MODE_BW,     //用于使能 gsensor 的寄 存器地址
.int_status_reg = INT_MAP1,     //中断状态寄存器地址
.range =  {-DA215S_DATA_RANGE, DA215S_DATA_RANGE}, //量程，这里表示上报的量 程为+-1G
.trig =  IRQF_TRIGGER_LOW | IRQF_ONESHOT,  // 中断类型
.active = sensor_active,        //用于开关 gsensor
.init = sensor_init,            //用于初始化 gsensor
.report = sensor_report_value,  //用于上报gsensor数据
};

static const struct i2c_device_id gsensor_da215s_id[] = {
    {"gs_da215s", ACCEL_ID_DA215S},
    {}
};

//注册 sensor 驱动到 sensor-dev.c devid 为gsensor_da215s_id地址

static const struct i2c_device_id gsensor_da215s_id[] = {
	{"gs_da215s", ACCEL_ID_DA215S},
	{}
};

static int gsensor_da215s_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *devid) 
{
    //注册 sensor 驱动到 sensor-dev.c  devid 为gsensor_da215s_id地址

	return sensor_register_device(client, NULL, devid, &gsensor_da215s_ops);
}

static int gsensor_da215s_remove(struct i2c_client *client)
{
	return sensor_unregister_device(client, NULL, &gsensor_da215s_ops);
}

//i2c_driver
static struct i2c_driver gsensor_da215s_driver = {
	.probe = gsensor_da215s_probe,
	.remove = gsensor_da215s_remove,
	.shutdown = sensor_shutdown,
	.id_table = gsensor_da215s_id,
	.driver = {
		.name = "gsensor_da215s",
	#ifdef CONFIG_PM
		.pm = &sensor_pm_ops,
	#endif
	},
};

i2C内核驱动加载：

module_i2c_driver(gsensor_da215s_driver);

6.3 修改 gsensor range 和上报数据转化

不同厂家的 gsensor 在量程和精度上都会有差异，为了兼容不同厂家的 gsensor 芯片，

同时做到不修改 android hal 层代码，只修改驱动，来达到简化客户开发的目的，我们必

须把不同量程，不同精度的 gsensor 转换成统一标准的数据上报给 hal 层代码。

上节提到， HAL 层是以量程为 +-4G ， adc 14bit 的标准来上报的 gsensor 数据，以

此标准不同的 gsensor 需要做适配。举例如下：

1 ）da215s+- 4G 14bit adc

da215s的 adc 位数是 14bit 的，初始化的时候设置的量程是 +-4G ，那么寄存器读

出来的数值范围为：+-16384*4 ，并且与上层 hal 层匹配，所以只要把寄存器读出来的值直

接上报即可；

#define DA215S_PRECISION 14
#define DA215S_DATA_RANGE (16384*4)

static struct sensor_operate gsensor_da215s_ops = {
   .name       = "gs_da215s",
   .type       = SENSOR_TYPE_ACCEL,
   .id_i2c       = ACCEL_ID_DA215S,
   .read_reg   = ACC_X_LSB,
   .read_len   = 6,
   .id_reg       = DA215S_CHIP_ID,
   .id_data   = DA215S_CHIPID_DATA,
   .precision   = DA215S_PRECISION,
   .ctrl_reg   = DA215S_MODE_BW,
   .int_status_reg   = INT_MAP1,
   .range = {-DA215S_DATA_RANGE, DA215S_DATA_RANGE},
   .trig       = IRQF_TRIGGER_LOW | IRQF_ONESHOT,
   .active       = sensor_active,
   .init       = sensor_init,
   .report       = sensor_report_value,
   .suspend = sensor_suspend,
   .resume = sensor_resume,
};

2 ）如果 gsensor 的量程和 adc 精度不是 +-2G 和 16bit 的话，则需要做相应的转化，

假设量程为 +-XG ， adc 是 Ybit 的，其转化关系如下：

#define XXX_RANGE 16384*X

#define XXX_PRECISION Y

#define XXX_BOUNDARY

(0x1 << (XXX_PRECISION - 1))

#define XXX_GRAVITY_STEP (XXX_RANGE / XXX_BOUNDARY)

struct sensor_operate gsensor_xxx_ops = {

.name = "xxx_acc",

.type = SENSOR_TYPE_ACCEL,

.id_i2c = ACCEL_ID_XXX,

.read_reg = XXX_ACCEL_XOUT_H,

.read_len = 6,

.id_reg = XXX_WHOAMI,

.id_data = XXX_DEVICE_ID,

.precision = Y,

.ctrl_reg = XXX_PWR_MGMT_2,

.int_status_reg = XXX_INT_STATUS,

.range = {-16384*X, +16384*X},

.trig = (IRQF_TRIGGER_LOW |

IRQF_ONESHOT),

.active = sensor_active,

.init = sensor_init,

.report = sensor_report_value,

};

上报值转化：

report_data = read_data* XXX_GRAVITY_STEP; //read_data 为实际寄存器

读出来的值， report_data 为转换后可以上报给 hal 层的值

6.4 修改 gsensor layout 方向

Android 系统对坐标轴的定义如下：

Sensor chip 的坐标系定义：

每一颗 sensor 都有自己的坐标系定义，所以需要根据 layout 方向，把 sensor 的坐

标系转换成 android 设备的坐标系，这个可以通过一个矩阵来做转换；

如下矩阵表示：

X = x*0 + y*1 + z*0 = y

Y = x*1 + y*0 + z*0 = x

Z = x*0 + y*0 + z*-1 = -z

Sensor-dev.c 定义了 layout 值，对应不同的矩阵，具体可以查看 sensor-dev.c 代

码查询，所以，适配方向可以通过修改 dts 里面的 layout 值来选择对应的转换矩阵，达到

方向的变化，以适配 android 的要求。

6.5 dts 中其他值的意义

	gs_da215s: gs_da215s@26 {
        status = "okay"; 
        compatible = "gs_da215s";// 与 sensor-dev.c 中的sensor_id 定义匹配
        reg = <0x26>;//i2c 地址
        irq-gpio = <&gpio1 RK_PA4 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;//中断脚，中断类型
        irq_enable = <0>;//是否使用中断模式，如果要过cts 
		                 // 或者 vts 建议使用轮询，sensor-dev.c 
		                 //的轮询模式已经可以满足 cts 测试要求，如果
                          //使用中断模式，需要 gsensor chip driver 做好采样率的配置；
        poll_delay_ms = <30>;//轮询间隔，最新代码这个值没有意义
        type = <SENSOR_TYPE_ACCEL>;//传感器类型，不能搞错
        layout = <4>;
	};

6.6 Android 中的 sensor 相关宏配置

BoardConfig.mk 中：

# Sensors
BOARD_SENSOR_ST := true //采用 RK 的 sensors Hal，也就是本文介绍的
BOARD_SENSOR_MPU_PAD := false //仅适用 MPU6500、mpu6050 等芯片
支持哪些类型的 sensor，如果没有，要配置成 false，否则 vts 和 cts 测试会失败：
BOARD_GRAVITY_SENSOR_SUPPORT := true
BOARD_COMPASS_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_GYROSCOPE_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_PROXIMITY_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_LIGHT_SENSOR_SUPPORT := true
BOARD_PRESSURE_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_TEMPERATURE_SENSOR_SUPPORT := false

七、 Gsensor 和 gyro 的校准

Gsensor 和 gyro 的校准可通过命令行方式， pcba 测试的时候也可以做校准，具体查

看 pcba 的配置。

命令行校准方法：保持机器水平静止放置，输入以下命令校准：

Gsensor: echo 1 > /sys/class/sensor_class/accel_calibration

GYRO : echo 1 > /sys/class/sensor_class/gyro_calibration

查看校准值：

cat /sys/class/sensor_class/accel_calibration

如果无法查看校准值，则说明校准失败，可以打印 kernel log 确定失败原因。

校准成功后，校准的值会保存到 nand 或 emmc 的 vendor storage 里面，不会被擦

除，开机自动生效

八、 Sensor 常见问题分析

这里以 gsensor 为例进行介绍，其他类型 sensor 可参考这里。

8.1 Gsensor 功能无法使用

8.1.1 getevent 查看 gsensor 无数据上报

排查思路：

1 ）确认驱动是否注册上，可以通过 getevent 查看是否有名为 gsensor 的 input 设备；

没有的话就要看为何没注册上，有可能是 dts 配置问题，驱动问题， i2c 同时失败，

chip id 不匹配等等可能的原因，查看 kernel log ，具体问题具体分析；如果有注

册上，往下。

2 ）确认 android 层相关宏是否打开；

3 ）确认 hal 层代码是否正常运行；开机打印 logcat ，搜索 sensor 字段查看相关 log 。

8.1.2 数据值不对

Getevent 有数据上报，屏幕不旋转或者旋转无规律；

除可通过 sensor 的 apk 查看数值是否正确外，还可以通过命令的方式查看 android

上报的 gsensor 数据是否正确：

setprop sensor.debug.level 2

手动灭屏休眠，再唤醒后命令生效，通过 logcat –s SensorsHal 可以查看到 hal 上报

的 gsensor 数值；

静止水平放置时，理论正确的数值应该是有个轴的值为 +9.8 或者 -9.8 ，另外两个轴的

值为 0 ；

如果数值不对，请确认上面章节介绍的数据上报转换是否正确。

8.2 方向不对

方向不对的话，通过修改 dts 的 layout 值.

目前 RK 的 sensor 驱动，采用轮询的方法，基本可以满足 android 采样率的要求，所

以如果不知道如何动态配置采样率的话，建议采用轮询方法，同时芯片初始化的时候就把采

样率配置成高采样率， 200Hz 就可以；另外， Sensor 芯片驱动中最好不要对数据做过滤，

如果有，可以去掉数据过滤直接上报再测试看看；还有一种情况是芯片本身的采样率实在上

不去，比较 low 的芯片；只能通过软件来绕，当 android 要求的采样率大于 sensor 的采

样率，意味着存在多次读取的数值一样的情况，同样数值在通过 input 上报的时候，会被

框架层丢弃，这样就达不到 android 的测试要求，此时我们可以人为修改数值，通过软件

骗过框架，如下：

/*
 *input dev will ignore report data if data value is the same with 
last_value,
 *sample rate will not enough by this way, so just avoid this case
 */
 if ((sensor->axis.x == axis.x) && (sensor->axis.y == axis.y) && 
(sensor->axis.z == axis.z)) {
 if (flag) {
 flag = 0;
 axis.x += 1;
 axis.y += 1;
 axis.z += 1;
 } else {
 flag = 1;
 axis.x -= 1;
 axis.y -= 1;
 axis.z -= 1;
 }
 }