Zynq Linux XADC读取片内温度与电压_xilinx xadc读取fpga温度

原文链接：Zynq-Linux移植学习笔记之16-Zynq下linux XADC驱动

1、  简介

XADC是zynq芯片内部进行温度和电压检测的模块，通过（Xilinx Wiki - xadc.html）这篇wiki可以知道，XADC控制器有两种表现形式，一种是位于PS内部，即文档中提到的the PS-XADC interface for the PS software to control the XADC，另一种是位于PL内部，通过IP核的方式实现。目前常用的是第一种。

通过ug480_7Series_XADC这篇文档得知，The ADCs can access up to 17 external analog input channels，也就是除了内部原有的监测项外，XADC最多支持17路扩展通道，可以参看下图。

对硬件有了基本的了解后，就可以进行devicetree的设置了。

 

2、  devicetree配置

由于是在PS部分，XADC控制器设置就像其他控制器一样即可，system.hdf中给出了地址：

Devicetree设置如下：

xadc@f8007100 {
        compatible= "xlnx,zynq-xadc-1.00.a";
        reg =<0xf8007100 0x20>;
        interrupts= <0 7 4>;
       interrupt-parent = <&gic>;
        clocks =<&pcap_clk>;
 
       xlnx,channels {
           #address-cells = <1>;
           #size-cells = <0>;
           channel@0 {
                reg= <0>;
            };
           channel@1 {
                reg= <1>;
            };
           channel@8 {
                reg= <8>;
            };
        };
    };
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这里只启用了三个channel，如果启用更多channel可以在devicetree中进行添加。

 

3、  kernel配置

内核中已经包含了xadc的驱动程序，位置是drivers\iio\adc，最后三个xilinx打头的文件。将驱动加入内核配置过程如下：

如果为了省事，也可以直接在defconfig文件中加入配置信息，这样默认是选中的。

 

4、  测试

加载devicetree，uimage，uramdisk后能在sys目录下找到检测信息：

打开in_temp0_raw能看到数字，注意，该数字是原始数字，需要转换才能得到正确的摄氏度。

该数字不断变化，表明温度在变化。其他电压信息类似。

为了更直观的展现监测信息，可以做一个用户app来打印，代码如下：

xadc_core.h

#define MAX_PATH_SIZE	200
#define MAX_NAME_SIZE	50
#define MAX_VALUE_SIZE  100
 
#define MAX_CMD_NAME_SIZE 100
#define MAX_UNIT_NAME_SIZE 50
 
#define SYS_PATH_IIO	"/sys/bus/iio/devices/iio:device0"
 
#define VCC_INT_CMD		"xadc_get_value_vccint"
#define VCC_AUX_CMD		"xadc_get_value_vccaux"
#define VCC_BRAM_CMD		"xadc_get_value_vccbram"
#define VCC_TEMP_CMD		"xadc_get_value_temp"
#define VCC_EXT_CH_CMD		"xadc_get_value_ext_ch"
 
 
 
static const int mV_mul = 1000;
 
static const int multiplier = 1 << 12;
 
static char gNodeName[MAX_NAME_SIZE];
 
enum EConvType
{
	EConvType_None,
	EConvType_Raw_to_Scale,
	EConvType_Scale_to_Raw,
	EConvType_Max
};
 
enum XADC_Param
{
	EParamVccInt,
  	EParamVccAux,
	EParamVccBRam,
	EParamTemp,
	EParamVAux0,
	EParamMax
};
 
struct command
{
	const enum XADC_Param parameter_id;
	const char cmd_name[MAX_CMD_NAME_SIZE];
	const char unit[MAX_UNIT_NAME_SIZE];
};
 
struct command command_list[EParamMax] = {
				{EParamVccInt, 	VCC_INT_CMD, "mV"},
				{EParamVccAux, 	VCC_AUX_CMD, "mV"},
				{EParamVccBRam, VCC_BRAM_CMD, "mV"},
				{EParamTemp, 	VCC_TEMP_CMD, "Degree Celsius"},
				{EParamVAux0, 	VCC_EXT_CH_CMD, "mV"}
};
 
struct XadcParameter
{
	const char name[MAX_NAME_SIZE];
	float value;
	float (* const conv_fn)(float,enum EConvType);
};
 
/*
struct XadcParameter gXadcData[EParamMax] = {
	[EParamVccInt] = { "in_voltage0_vccint_raw", 	0, conv_voltage},
	[EParamVccAux] = { "in_voltage4_vccpaux_raw", 	0, conv_voltage},
	[EParamVccBRam]= { "in_voltage2_vccbram_raw", 	0, conv_voltage},
	[EParamTemp]   = { "in_temp0_raw", 		0, conv_temperature},
	[EParamVAux0]  = { "in_voltage8_raw",		0, conv_voltage_ext_ch}
};
*/
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xadc_core.c:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <ctype.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
 
#include "xadc_core.h"
 
//utility functions
float conv_voltage(float input, enum EConvType conv_direction)
{
	float result=0;
 
	switch(conv_direction)
	{
	case EConvType_Raw_to_Scale:
		result = ((input * 3.0 * mV_mul)/multiplier);
		break;
	case EConvType_Scale_to_Raw:
		result = (input/(3.0 * mV_mul))*multiplier;
		break;
	default:
		printf("Convertion type incorrect... Doing no conversion\n");
		//  intentional no break;
	case EConvType_None:
		result = input;
		break;
	}
 
	return result;
}
 
float conv_voltage_ext_ch(float input, enum EConvType conv_direction)
{
	float result=0;
 
	switch(conv_direction)
	{
	case EConvType_Raw_to_Scale:
		result = ((input * mV_mul)/multiplier);
		break;
	case EConvType_Scale_to_Raw:
		result = (input/mV_mul)*multiplier;
		break;
	default:
		printf("Convertion type incorrect... Doing no conversion\n");
		//  intentional no break;
	case EConvType_None:
		result = input;
		break;
	}
 
	return result;
}
 
float conv_temperature(float input, enum EConvType conv_direction)
{
	float result=0;
 
	switch(conv_direction)
	{
	case EConvType_Raw_to_Scale:
		result = ((input * 503.975)/multiplier) - 273.15;
		break;
	case EConvType_Scale_to_Raw:
		result = (input + 273.15)*multiplier/503.975;
		break;
	default:
		printf("Conversion type incorrect... Doing no conversion\n");
		//  intentional no break;
	case EConvType_None:
		result = input;
		break;
	}
 
	return result;
}
 
 
void get_iio_node()
{
	struct dirent **namelist;
	int i,n;
	char value=0;
	int fd = -1;
	char upset[20];
	float raw_data=0;
	float true_data=0;
	int offset=0;
	int currpos;
 
	n = scandir(SYS_PATH_IIO, &namelist, 0, alphasort);
 
	for (i=0; i < n; i++)
	{
		sprintf(gNodeName,"%s/%s", SYS_PATH_IIO, namelist[i]->d_name);
 
		fd = open(gNodeName, O_RDWR );
 
		if(strstr(gNodeName,"temp"))
		{
			if(strstr(gNodeName,"raw"))
			{
				offset=0;
				while(offset<5)
				{	
					lseek(fd,offset,SEEK_SET);
					read(fd,&value,sizeof(char));	
					upset[offset]=value;
					offset++;
				}	
				upset[offset]='\0';
				raw_data=atoi(upset);
				true_data=conv_temperature(raw_data, EConvType_Raw_to_Scale);
				printf("%s is %f cent\n",namelist[i]->d_name,true_data);
			}
		}
		else if(strstr(gNodeName,"voltage"))
		{
			if(strstr(gNodeName,"raw"))
			{
				offset=0;
				while(offset<5)
				{
					lseek(fd,offset,SEEK_SET);
					read(fd,&value,sizeof(char));	
					upset[offset]=value;
					offset++;
				}	
				upset[offset]='\0';
				raw_data=atoi(upset);
				true_data=conv_voltage(raw_data, EConvType_Raw_to_Scale);
				printf("%s is %f mv\n",namelist[i]->d_name,true_data);
			}
		}
		close(fd);
 
	}
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	get_iio_node();
	return 0;
}
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在编写这段代码时遇到好几个问题，首先用read函数取值取到的其实是文件中ASCII码字符，没有什么好办法只好改成一位一位读取存入字符串然后调用atoi函数转换为int数字。其次，用lseek函数获取文件大小时得到的值都为4096，但是这些文件并不是目录，不知道为何大小都显示的是linux最基本的文件块大小，最后只好投机取巧根据每个文件中的数字位数进行取值，例如temp和vcc这些文件只有4位，那么就从文件中读4位。最后输出结果如下：

上图中温度为39度，和实际情况差不多。至此XADC驱动告一段落。