RK平台UART开发！从驱动配置到测试全流程

 

 

在嵌入式开发中，UART（通用异步收发传输器）是实现设备间数据交互的关键接口，广泛应用于调试、传感器通信等场景。瑞芯微（Rockchip）平台针对不同操作系统（Linux、RT-Thread）提供了完善的 UART 开发支持，本文将结合官方开发指南，从功能特点、驱动配置、测试验证三个维度，带大家快速掌握 RK 平台 UART 开发技巧，文末还附上知识脑图方便梳理思路～

 

 

一、RK UART 核心功能特点

 

无论基于 Linux 还是 RT-Thread 系统，RK 平台 UART 均以 16550A 串口标准为基础，核心功能保持一致，实际支持情况需以具体芯片手册为准：

 

 

•数据格式灵活：支持 5-8 位数据位、1/1.5/2 位停止位，仅支持奇校验 / 偶校验（不支持 mark/space 校验）。

 

 

•高效传输能力：自带 32 字节或 64 字节的收发 FIFO，最高支持 4M 波特率（需配合芯片时钟分频策略），支持中断传输和 DMA 传输两种模式。

 

 

•增强功能支持：部分 UART 模块支持硬件自动流控（RTS+CTS）和串口唤醒系统（需修改 trust 固件）。

 

 

二、Linux 系统下 UART 开发实战

 

Linux 系统中，RK UART 分为 “普通串口” 和 “控制台” 两种使用场景，配置流程差异较大，以下以常用的 Linux 4.4/4.19 内核为例说明。

 

 

（一）普通串口配置：三步搞定驱动与参数

 

普通串口适用于设备间数据通信（如与传感器、模块交互），核心是完成驱动路径确认、配置项开启和 DTS 参数修改。

 

 

1. 明确驱动路径

 

Linux 3.10 内核使用独立驱动文件 drivers/tty/serial/rk_serial.c；Linux 4.4 及以上内核采用 8250 通用串口驱动，核心文件包括：

 

 

•drivers/tty/serial/8250/8250_core.c（驱动核心）

 

 

•drivers/tty/serial/8250/8250_dw.c（Synopsis DesignWare 适配）

 

 

•drivers/tty/serial/8250/8250_dma.c（DMA 功能支持）

 

 

2. menuconfig 开启配置

 

进入内核配置界面，按以下路径勾选 UART 相关选项，建议使用 RK SDK 默认配置：

 

 

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Device Drivers --->  Character devices --->    Serial drivers --->      [*] 8250/16550 and compatible serial support（勾选8250驱动）      [*] Rockchip serial port support（RK专属选项）

3. DTS 参数配置（关键！）

 

DTS（设备树）用于定义 UART 硬件资源，以 RK3568 芯片 UART1 为例，典型配置如下，仅允许修改标注的可配置参数：

 

 

 

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&uart1 {    compatible = "rockchip,rk3568-uart", "snps,dw-apb-uart";    reg = <0x0 0xfe650000 0x0 0x100>; // 硬件地址（不可修改）    interrupts = 117 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; // 中断号（不可修改）    clocks = <&cru SCLK_UART1>, <&cru PCLK_UART1>; // 时钟（不可修改）    clock-names = "baudclk", "apb_pclk"; // 时钟名称（不可修改）    reg-shift = <2>; // 寄存器移位（不可修改）    reg-io-width = <4>; // 寄存器宽度（不可修改）        // 可配置参数1：DMA使能/关闭    dma-names = "tx", "rx"; // "tx"/"rx"开启，"!tx"/"!rx"关闭    // 可配置参数2：引脚复用（含流控引脚）    pinctrl-names = "default";    pinctrl-0 = <&uart1m0_xfer &uart1m0_ctsn &uart1m0_rtsn>; // 开启流控引脚    // 可配置参数3：模块使能/关闭    status = "okay"; // "okay"开启，"disabled"关闭    // 可配置参数4：串口唤醒（需配合trust固件）    wakeup-source;};

示例需求：开启 RK3568 UART1，启用 DMA 和硬件流控。

 

 

DTS 修改后：如上配置，确保dma-names为 "tx"/"rx"，pinctrl-0包含流控引脚，status设为 "okay"。

 

 

4. 波特率配置与设备注册

 

•波特率计算：UART 波特率 = 工作时钟源 / 内部分频系数 / 16，驱动会自动根据配置的波特率获取时钟，常用波特率（115200、921600、1.5M、3M、4M）均稳定支持。

 

 

•设备注册验证：系统启动后，若日志出现fe650000.serial: ttyS1 at MMIO 0xfe650000 (irq = 67, base_baud = 1500000) is a 16550A，说明设备注册成功，对应节点为/dev/ttyS1（可通过 DTS 的aliases修改编号）。

 

 

（二）控制台配置：作为系统调试接口

 

控制台串口用于输出系统日志、执行调试命令，基于 fiq_debugger 实现，以 UART2 为例：

 

 

1. 驱动路径

 

•Linux 3.10：arch/arm/mach-rockchip/rk_fiq_debugger.c

 

 

•Linux 4.4 及以上：drivers/soc/rockchip/rk_fiq_debugger.c

 

 

核心驱动文件：drivers/staging/android/fiq_debugger/fiq_debugger.c

 

 

2. 配置流程

 

1.menuconfig 开启：

 

 

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Device Drivers --->  [*] Staging drivers --->    [*] Android --->      [*] Rockchip FIQ Debugger

1.DTS 配置：需禁用对应普通串口，配置 bootargs 和 fiq-debugger 节点：

 

 

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chosen: chosen {    bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xfe660000 console=ttyFIQ0"; // 指向控制台设备};fiq-debugger {    compatible = "rockchip,fiq-debugger";    rockchip,serial-id = <2>; // 使用UART2    rockchip,wake-irq = <0>;    rockchip,irq-mode-enable = <1>; // 1=IRQ模式，0=FIQ模式    rockchip,baudrate = <1500000>; // 仅支持115200或1.5M    interrupts = 252 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;    pinctrl-names = "default";    pinctrl-0 = <&uart2m0_xfer>;    status = "okay";};&uart2 {    status = "disabled"; // 禁用普通串口模式};

1.parameter.txt 配置（Linux 3.10/4.4 需添加）：

 

 

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CMDLINE: console=ttyFIQ0 androidboot.console=ttyFIQ0

 

 

 

（三）Linux UART 测试：用官方工具验证

 

瑞芯微提供测试程序ts_uart.uart及测试文件send_0x55/send_00_ff（可联系 FAE 获取），测试步骤如下：

 

 

1.准备工作：通过 ADB 推送文件到开发板并赋予权限：

 

 

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adb root && adb remountadb push ts_uart.uart /dataadb push send_0x55 /data && adb push send_00_ff /dataadb shell "su -c chmod +x /data/ts_uart.uart"

1.测试发送：向/dev/ttyS1发送send_0x55文件，波特率 1.5M，关闭流控：

 

 

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adb shell "/data/ts_uart.uart s /data/send_0x55 1500000 0 0 0 /dev/ttyS1"

通过 USB 转 UART 模块连接 PC，用串口工具（如 SecureCRT）接收数据，验证发送是否正常。

 

 

1.测试自发自收：无需外部硬件，验证串口内部收发一致性：

 

 

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adb shell "/data/ts_uart.uart m /data/send_00_ff 1500000 0 0 0 /dev/ttyS1"

若日志显示send:1172, receive:1172 total:1172，说明收发一致，测试通过。

 

 

1.测试流控：验证 RTS/CTS 硬件流控：

 

 

•拉高 CTS 引脚电平，执行发送命令，数据应阻塞；

 

 

•释放 CTS 为低电平，阻塞数据应继续发送；

 

 

•测量 RTS 引脚电平，确认能正常高低切换。

 

 

三、RT-Thread 系统下 UART 开发实战

 

RT-Thread 作为轻量级实时操作系统，RK UART 配置更简洁，核心是开启驱动、配置设备节点和测试验证。

 

 

（一）代码路径与配置

 

1.核心代码路径：

 

 

◦串口框架：components/drivers/serial/（serial.c/serial.h）

 

 

◦适配层：bsp/rockchip-pisces/drivers/drv_uart.c/drv_uart.h

 

 

◦测试程序：bsp/rockchip-common/tests/termios_test.c

 

 

1.开启 UART 配置：进入 RT-Thread 配置界面，勾选需要的 UART 设备：

 

 

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RT-Thread bsp drivers --->  RT-Thread rockchip common drivers --->    [*] Enable UART    [*] Enable UART0    [*] Enable UART2    // 根据需求勾选其他UART（如UART1、UART3）

配置完成后，系统会生成/dev/uart0//dev/uart2等设备节点，通过list_device命令可查看：

 

 

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msh > list_devicedevice       type         ref count------       -------------------- ----------uart2        Character Device     0uart0        Character Device     0

（二）串口测试与控制台配置

 

1.开启测试程序：

 

 

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RT-Thread bsp test case --->  [*] Enable BSP Common TEST  [*] Enable BSP Common UART TESTRT-Thread Components --->  Device virtual file system --->    [*] Using device virtual file system    [*] Using devfs for device objects  POSIX layer and C standard library --->    [*] Enable termios feature

1.测试命令：

 

 

◦接收数据：termtest r /dev/uart4 115200（从 uart4 接收，波特率 115200）

 

 

◦发送数据：termtest s /dev/uart4 115200（向 uart4 发送）

 

 

◦收发双向测试：termtest t /dev/uart4 115200

 

 

1.控制台配置：将 UART2 设为控制台，输出rt_kprintf日志：

 

 

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RT-Thread Kernel --->  Kernel Device Object --->    [*] Using console for rt_kprintf    (128) the buffer size for console log printf    (uart2) the device name for console    (1500000) the baud rate for console

（三）波特率支持

 

RT-Thread 下，1.5M 及以下波特率可稳定支持，1.5M 以上需结合芯片时钟树实际测试，确保数据传输稳定性。

 

 

四、RK UART 开发知识脑图

 

五、开发注意事项

 

1.硬件差异：不同 RK 芯片 UART 功能可能裁剪（如部分不支持 DMA 或流控），需优先参考对应芯片手册。

 

 

2.资源冲突：控制台模式与普通串口模式互斥，启用 fiq_debugger 后需禁用对应普通串口节点。

 

 

3.DMA 使用场景：仅当数据量极大时，DMA 才能明显减轻 CPU 负载，普通场景建议用中断模式（启动更快、资源消耗少）。

 

 

掌握以上内容，即可轻松应对 RK 平台 UART 在不同系统下的开发需求，无论是调试接口还是设备通信，都能高效实现～