IR使用参考

REVISION HISTORY

Revision No.
Description
 Date
1.0
  • Initial release
    		•  2022/10/26

    1. 概述

    IR是通过解析红外接收器接收到的高低电平组合来接受数据的，主要的IR协议格式有NEC、RC5和RC6。IR driver文件位于driver/sstar/ir文件夹下。

    1.1. IR解码方式

    根据当前SigmaStar IR设计，IR_IN信号可以通过四种解码模式进行解码：Full模式、Raw模式、SW模式和RC模式。当IR_IN信号是NEC/NEC-like格式，可以使用Full/Raw/SW模式解码。当IR_IN信号是RC格式，可以用RC/SW模式解码（目前驱动只支持RC5格式）。当IR_IN信号为other格式时，只能使用SW方式解码（需要搭配解码器才可使用）。

    • Full mode

      硬件可以识别IR_IN信号格式和用户代码是否填写请求，并向软件发送关键编码。

    • Raw mode

      硬件只能识别IR_IN信号格式。它无法知道哪一部分是用户编码或关键编码。这需要由软件来决定。

    • SW mode

      硬件无法从IR_IN信号识别任何格式。软件需要解码格式、用户编码和关键编码本身。

    • RC mode

      像Full mode，但它用于RC格式。

    从下面框图可以看出，红外译码主要有两种路径。上面的路径是Full/Raw/SW模式，下面的路径是RC模式。

    图1 IR decode block diagram

    1.2. 各协议电平标准

    NEC format:

    • Logic0 : 0.56ms high + 0.56ms low

    • Logic1 : 0.56ms high + 1.68ms low

    • Header code : 9ms high pulse

    • Off code : 4.5ms low pulse:

    • Customer code : 8-bits customer code + 8-bits inverse or 16-bits customer code

    • Command code : 8-bits command code + 8-bits inverse

    • Total cycle time : 108ms

    • Repeat key : 9ms Header code and 2.5ms Off code

    图2 NEC format standard

    NEC-like format:

    • Logic0 : short high + short low (usually 1:1)

    • Logic1 : short high + long low (usually 1:3)

    • Header code : ultra long high width

    • Off code : ultra long low width

    RC5 format:

    • Logic0 : 888us high + 888us low (Manchester code)

    • Logic1 : 888us low + 888us high (Manchester code)

    • Start bits : 2-bits logic1

    • Toggle bit : Inverted every time when the key is released and pressed again

    • Customer code : 5-bits customer code

    • Command code : 6-bits command code

    • Total cycle time : 114ms

    • If a key is held over 114ms, it will repeat the signal every cycle time

    图3 RC5 format standard

    RC5-Extend format:

    • Same as RC5 expect the second bit of SB is represented the 6th bit of address code

    图4 RC5-Extend format standard

    RC6 mode 0 format:

    • Logic0 : 444us low + 444us high (Manchester code)

    • Logic1 : 444us high + 444us low (Manchester code)

    (Note the logic length is half of RC5 format and the level order is opposite)

    • Header code : 2.666ms high pulse + 888us low pulse

    • Start bit : 1-bit logic1

    • Mode bits : 3-bit logic0 (in mode 0)

    • Toggle bit : Inverted every time when the key is released and pressed again

    • Customer code : 8-bits customer code

    • Command code : 8-bits key code

    • If a key is held over 114ms, it will repeat the signal every cycle time.

    图5 RC6 mode 0 format standard

    2. 基于alkaid平台配置Kernel

    2.1. 配置padmux

    IR的padmux配置只需要在对应的padmux.dtsi中加入或开启如下所示的配置代码。第一列为引脚索引号，可以在/drivers/sstar/inlcude/{chipname}/gpio.h中查到；第二列为模式定义，在/drivers/sstar/gpio/{chipname}/mhal_pinmux.c中m_stPadMuxTbl数组里，罗列了所有引脚的复用关系，查询该引脚支持哪些复用功能可以查询该数组；第三列为引脚及搭配模式的索引名称，可在/drivers/sstar/include/mdrv_puse.h里查询。

    1.    <PAD_PM_IR_RX         PINMUX_FOR_IR_IN_MODE_1    MDRV_PUSE_IR>    //IR0
2.
3.    <PAD_OUTP_TX0_CH_0    PINMUX_FOR_IR0_MODE_1      MDRV_PUSE_IR1>   //IR1
4.    <PAD_SR_IO0           PINMUX_FOR_IR0_MODE_2      MDRV_PUSE_IR1>   //IR1
5.    <PAD_SAR_ADC_20       PINMUX_FOR_IR0_MODE_3      MDRV_PUSE_IR1>   //IR1
6.
7.    <PAD_OUTN_TX0_CH_0    PINMUX_FOR_IR1_MODE_1      MDRV_PUSE_IR2>   //IR2
8.    <PAD_SR_IO1           PINMUX_FOR_IR1_MODE_2      MDRV_PUSE_IR2>   //IR2
9.    <PAD_SAR_ADC_21       PINMUX_FOR_IR1_MODE_3      MDRV_PUSE_IR2>   //IR2
10.
11.
12.   <PAD_OUTP_TX0_CH_1    PINMUX_FOR_IR2_MODE_1      MDRV_PUSE_IR3>   //IR3
13.   <PAD_SR_IO2           PINMUX_FOR_IR2_MODE_2      MDRV_PUSE_IR3>   //IR3
14.   <PAD_SAR_ADC_22       PINMUX_FOR_IR2_MODE_3      MDRV_PUSE_IR3>   //IR3
15.
16.   <PAD_OUTN_TX0_CH_1    PINMUX_FOR_IR3_MODE_1      MDRV_PUSE_IR4>   //IR4
17.   <PAD_SR_IO3           PINMUX_FOR_IR3_MODE_2      MDRV_PUSE_IR4>   //IR4
18.   <PAD_SAR_ADC_23       PINMUX_FOR_IR3_MODE_3      MDRV_PUSE_IR4>   //IR4

    2.2. Kernel下配置menuconfig

    在编译kernel时：make menuconfig，需要打开配置如下:

    Device Driver->

    <*> SStar SoC platform drivers->

        <*> SStar IR driver

    图6 SStar IR driver配置

    Device Driver->

    Input device support->

        <*> Generic input layer(needed for keyboard, mouse….)

    图7 Generic input layer配置

    如果使用SW模式，需要搭配decoder使用，可以选择Kernel的decoder解码，以NEC协议举例：

    Device Driver->

    <*> Remote Controller support->

        <*> Remote Controller decoders->

            <*> Enable IR raw decoder for the NEC protocol

    图8 Remote Controller decoders配置

    2.3. 配置dts及自定义遥控器

    IR的dts配置只需要在对应的chipname.dtsi中配置如下信息（可以根据需求选择性配置IR设备的数量，最多可以同时配置5组IR设备）：

    图9 IR0 DTS配置

    图10 IR1 DTS配置

    图11 IR2 DTS配置

    图12 IR3 DTS配置

    图13 IR4 DTS配置

    IR DTS配置说明：

    属性 描述 设定值 备注
    compatible 匹配驱动进行驱动注册 详见DTS配置图 禁止修改
    reg 设定寄存器bank地址 详见DTS配置图 不需要修改
    interrupts 设定中断号及属性 详见DTS配置图 不需要更改
    clocks 设定时钟源 详见DTS配置图 不需要更改
    group 设定IR外设编号序列号 详见DTS配置图 不需要修改
    mode 设定初始化解码模式 ½/¾对应FULL/RAW/RC5/SW 可根据需要修改
    protocol 匹配decoder的协议 详见图16 可根据需要修改
    rc-name 设定RC设备的driver name 任意字符串 可根据需要修改
    input-name 设定RC设备的device name 任意字符串 可根据需要修改
    map-name 设定RC设备的keymap name 任意字符串 可根据需要修改
    vendor-id 设定RC设备input id属性 0x0000~0XFFFF，可用于区分遥控器 可根据遥控器设定更改
    product-id 设定RC设备input id属性 0x0000~0XFFFF，可用于区分遥控器 可根据遥控器设定更改
    header-code 遥控器发送的用户编码及其反码 0x00~0xFF，不同遥控器的编码不同 可用LA获取如图14
    rc-map-table 遥控器发送的关键编码及对应的键值 0x0000~0X00FF，不同遥控器的编码及对应键值不同 格式参考DTS配置图
    status 选择是否使能IR驱动 "ok" or "disable" 可根据需要修改

    图14 逻辑分析仪解析的遥控器信号

    其余rc_dev的其余属性位于drv_ir.c文件的drv_input_init函数下，用户可根据自己的遥控器参数更改：

    图15 自定义遥控器属性配置

    如果使用SW模式，make menuconfig配置kernel原生的decoder或者自己编写解码器后，需要在dts修改属性"protocol"，以匹配decoder，以NEC协议举例：

    1. protocol = <9>;

    kernel原生支持可匹配的协议选择：

    图16 kernel定义的rc_proto选项

    3. 调试与测试

    3.1. 硬件连接

    将红外接收头按照原理图中指示方向连接到开发板。

    图17 IR接收器(group 0)安装示例

    图18 IR接收器(group 1)安装示例

    图19 IR接收器(group 2)安装示例

    图20 IR接收器(group 3)安装示例

    图21 IR接收器(group 4)安装示例

    3.2. 编译烧录kernel

    将编译好的kernel烧录到板子，查看/dev/input/目录下的文件，event0就是IR driver对应的节点，输入cat /dev/input/event0，用遥控器发送信号可以看到命令行会有乱码打出(配置几组IR设备就对应有几个event节点)。

    图22 cat /dev/input/event0下接收到数据现象

    Android环境下IR驱动会在/dev/input/目录下生成对应的event文件，通过getevent可获取每个event的设备名称来确认对应关系(如图23，驱动配置5组IR设备，分别对应event2~event6)，用遥控器发送信号可以查看IR的command code及遥控器键值。

    图23 getevent查看event对应关系

    图24 遥控器发送信号后获取的键值

    目前支持在user space切换IR的解码模式，查看/sys/class/mstar目录下的文件，配置几组IR设备就对应有几个ir节点，echo [mode] > decode_mode可切换IR的解码模式，mode输入值可为：1 (FULL), 2 (RAW), 3 (RC5), 4 (SW)。

    图25 cat /sys/class/mstar/ir0/config的结果

    如图26举例，是我们用测试APP接收到的我们的遥控器信号，可以看到遥控器每发送一次IR信号可以在/dev/input/event0读取到5次数据，依次是MISC信号（value中的值是实际IR波形的cmd值）、按下信号（type=1 ，value=1，code中的值是cmd值经过rc_map_table转换的值）、sync信号（全0）、抬起信号（type=1，value=0，code中的值是cmd值经过rc_map_table转换的值）、sync信号（全0）。具体值的转换结果根据用户自行修改rc-map-table决定。

    图26 测试APP接收到数据的结果示例

    3.3. Demo的使用

    进入driver/sstar/ir/ut路径下输入指令make，对ir_ut.c编译，将在该路径下生成ir_ut文件。

    图27 编译ir_ut.c生成的文件

    将生成的ir_ut文件拷贝到板子上运行，输入./ir_ut [group][mode]，例如输入./ir_ut 0 1，即测试IR0解码模式为FULL时的功能，遥控器对着板子按下按键，log打印读取到的按下抬起信号和相关键值。如图28举例，是我们的遥控器测试结果，其中value即为cmd值，key值即为cmd经过rc-map-table转换后的键值。

    图28 运行ir_ut并接收到信号的log