Linux I2C虚拟设备简介 (linux i2c dummy)
随着互联网的迅猛发展以及物联网技术的不断融合，硬件开发在现代工业中变得越来越重要。在现代工业的软件开发领域，嵌入式系统和物联网（IoT）设备也越来越受欢迎。这些设备涉及到的一些通信协议是I2C（Inter-Integrated Circuit）总线协议。在此背景下，Linux操作系统自然而然地成为开发和管理I2C设备的首选系统。本文将介绍Linux I2C虚拟设备的基本概念以及如何使用它们。
I2C总线协议简介
I2C是一种串行总线协议，用于在芯片之间传输数据。它是由Philips公司（现在的NXP半导体公司）开发的，并在1982年首次推出。I2C总线协议主要用于连接低速外设，如温度传感器，电量计，A/D转换器等，这些设备通常只需要很少的带宽和数据传输速度。
I2C总线协议使用两条线进行通信，SCL（Serial CLock）和SDA（Serial DAta）。 SCL是时钟线，由主设备控制，用于同步数据传输，而SDA是数据线，用于传输实际数据。I2C总线协议最多支持127个从设备，每个设备都有一个唯一的地址。当主设备需要与从设备通信时，它会向从设备发送地址，并在SDA线上传输数据。一旦从设备回复确认信号，主设备就可以在SCL线上传输数据。
Linux驱动程序框架
Linux系统提供了一套框架供硬件开发人员开发驱动程序。这个框架使用内核模块的概念，可以让开发人员编写自己的设备驱动程序并将其编译并添加到内核中。在Linux中，I2C虚拟设备可以使用I2C驱动程序进行控制，I2C驱动程序是Linux操作系统中I2C设备的通用接口。
在Linux的I2C驱动程序中，每个I2C从设备都对应一个i2c_client结构体。这个结构体包含了I2C设备的地址和一些其他信息，如设备类型和名字。I2C设备的驱动程序需要定义一组对应的操作函数，这些函数包括Probe，Remove，和Transfer等，这些函数是I2C从设备和I2C驱动程序之间的接口。
I2C虚拟设备
虚拟设备是指没有实际硬件设备支持的设备，但在软件开发过程中非常有用。在Linux中，I2C虚拟设备可以是一个内核模块，也可以是一个应用程序。它们可以用来模拟具有不同地址和功能的I2C从设备，以便进行软件开发和测试。与实际的I2C设备相比，虚拟I2C设备更容易调试和测试。
创建I2C虚拟设备
在Linux操作系统中，有两种方法可以创建I2C虚拟设备。
方法一：使用i2c_new_device函数
i2c_new_device函数被用于创建一个I2C从设备，并将它添加到Linux的I2C总线中。我们需要指定I2C从设备的地址和名称。
struct i2c_client* i2c_new_device(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_board_info const *info);
方法二：使用I2C-tools工具套件
I2C-tools是一套Linux上的工具套件，它提供了一些命令行工具来管理I2C总线上的设备。利用i2c-tools中的i2cdetect命令可以扫描I2C总线并列出其中所有的设备。我们可以使用i2c-dev-tools中的i2c-stub命令来启动一个I2C虚拟设备。
sudo i2c-stub 0x20
上面的命令会在I2C地址0x20上启动一个虚拟设备。使用i2cdetect命令可以看到它们已被添加到I2C总线上。
测试I2C虚拟设备
I2C虚拟设备可以使用i2cget，i2cset和i2cdump等命令来测试。我们可以使用i2cget命令来读取I2C虚拟设备上的一个或多个寄存器的值。
sudo i2cget -y 1 0x20
上面的命令会从I2C地址0x20读取一个寄存器的值。如果寄存器的地址是0x01，则可以使用以下命令读取寄存器的值：
sudo i2cget -y 1 0x20 0x01
在Linux中使用I2C虚拟设备可以大大简化I2C设备的测试和调试，使我们能够更快地开发软件。I2C虚拟设备在Linux系统中非常强大，它们可以为我们带来很多便利，我们可以轻松地模拟多个I2C从设备并进行测试。
相关问题拓展阅读：
linux systool 在哪个工具包中
systool命令
硬件管理
systool命令指令显示基于总线、类和拓扑显示系统中设备的信息。
语法
systool(选项)(参数)
选项
-a：显示被请求资源的属性；
-b：显示指定总线的信息；
-c：显示指定类的信息；
-d：仅腊枯宽显示设备；
-h：显示指令的用法；
-m：显示轮亮指定模块的信息；
-p：显示资源的“sysfs”绝对路径；
-v：显示所有属性；
-A：显示请求资源的属性值；
-D：仅显示驱动程序信息；
-P：败让显示设备的父类。
参数
设备：指定要查看信息的设备名称。
实例
# systool
Supported sysfs buses:
acpi
i2c
ide
pci_express
pci
pcmcia
platform
pnp
scsi
serio
u
Supported sysfs classes:
backlight
cpuid
dma_v3
firmware
graphics
hidraw
hwmon
i2c-adapter
input
leds
mem
misc
msr
net
pci_bus
pcmcia_socket
printer
raw
sas_device
sas_end_device
sas_expander
sas_host
sas_phy
sas_port
scsi_device
scsi_disk
scsi_generic
scsi_host
sound
tty
u_device
u_endpoint
u_host
vc
vtconsole
Supported sysfs devices:
acpi
pci0000:00
platform
pnp0
sequencer2
sequencer
seq
system
timer
Supported sysfs modules:
8250
acpi_memhotplug
ac
asus_acpi
ata_piix
auth_rpcgss
backlight
battery
button
cifs
cpufreq
crypto_api
dell_wmi
dm_log
dm_mem_cache
dm_message
dm_mirror
dm_mod
dm_multipath
dm_raid45
dm_region_hash
dock
e1000e
edac_mc
ehci_hcd
exportfs
ext3
hwmon
i2c_core
i2c_ec
i2c_i801
i7core_edac
i8042
ip_conntrack_netbios_ns
ip_conntrack
ip_tables
iptable_filter
ipv6
it821x
jbd
joydev
keyboard
libata
lockd
lp
md_mod
mousedev
mpt2sas
nfnetlink
nfs_acl
nfsd
nls_utf8
ohci_hcd
parport_pc
parport
pci_hotplug
pcmcia
pcmcia_core
pcspkr
piix
power_meter
printk
processor
pouse
rsrc_nonstatic
s
scsi_dh
scsi_mod
scsi_transport_sas
sd_mod
serio_raw
sg
shpchp
snd_hda_intel
snd_hwdep
snd_mixer_oss
snd_page_alloc
snd_pcm_oss
snd_pcm
snd_seq_device
snd_seq_dummy
snd_seq_midi_event
snd_seq_oss
snd_seq
snd_timer
snd
soundcore
sunrpc
tcp_bic
tpm_bios
tpm_tis
tpm
uhci_hcd
ucore
uhid
video
wmi
x_tables
xfrm_nalgo
xt_limit
xt_state
xt_tcpudp
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