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j0h
Asked: 2025-04-28 01:52:23 +0800 CST

如何找到当前的 i2c 总线速度？

  • 772

我正在 Linux 上构建自定义游戏控制器，使用标准 PC 硬件（x86_64）上 HDMI、dvi 和 VGA 等视频端口中的 i2c 总线。

我想验证一下我当前的 i2c 总线速度设置，并尝试进行一些修改。我的理解是，这应该是一个 Linux 内核驱动程序的设置，不过我还没搞清楚，所以可能我的理解还不够准确。

所以我尝试的是：

lsmod | grep i2c
i2c_algo_bit           16384  1 i915
i2c_i801               36864  0
i2c_smbus              20480  1 i2c_i801

好的，i2c_algo_bit 是我正在使用的设备（我认为），也看了 i2c_smbus。

modinfo i915
 modinfo i915  | grep -i "baud \| freq \| hz \| rate \| speed"

我尝试读取 i2c-i801 和 i915 的模块信息，但没有看到任何关于当前总线速度的信息。I2c (DDC) 有几种可能的设置，从 50kHz 到 400kHz。如果尚未设置为 400kHz，我想将其设置为 400kHz。

如何验证 i2c 总线的频率？以及如何更改它？

command-line

2 个回答

  1. Best Answer

    我研究了 6.8.0 系列内核，因为这是 Ubuntu 24.04.2 LTS 系统上目前所拥有的。

    该系统使用了 Quadro K4200 显卡，该显卡公开了 I2C 总线，可以读取所连接显示器的身份：

    $ sudo i2cdump -y -r 0-0x7f 1 0x50 c | tail -8 | cut -b 5-51 | edid-decode 
edid-decode (hex):

00 ff ff ff ff ff ff 00 22 f0 6a 28 01 01 01 01
02 15 01 03 80 36 23 78 2e fc 81 a4 55 4d 9d 25
12 50 54 21 08 00 81 40 81 80 95 00 a9 40 b3 00
d1 c0 01 01 01 01 28 3c 80 a0 70 b0 23 40 30 20
36 00 22 60 21 00 00 1a 00 00 00 fd 00 3b 3d 18
50 11 00 0a 20 20 20 20 20 20 00 00 00 fc 00 48
50 20 5a 52 32 34 77 0a 20 20 20 20 00 00 00 ff
00 43 4e 54 31 30 32 31 34 30 36 0a 20 20 00 83

----------------

Block 0, Base EDID:
  EDID Structure Version & Revision: 1.3
  Vendor & Product Identification:
    Manufacturer: HWP
    Model: 10346
    Serial Number: 16843009
    Made in: week 2 of 2011
  Basic Display Parameters & Features:
    Digital display
    Maximum image size: 54 cm x 35 cm
    Gamma: 2.20
    DPMS levels: Off
    RGB color display
    Default (sRGB) color space is primary color space
    First detailed timing is the preferred timing
  Color Characteristics:
    Red  : 0.6435, 0.3349
    Green: 0.3037, 0.6132
    Blue : 0.1464, 0.0703
    White: 0.3125, 0.3291
  Established Timings I & II:
    DMT 0x04:   640x480    59.940476 Hz   4:3     31.469 kHz     25.175000 MHz
    DMT 0x09:   800x600    60.316541 Hz   4:3     37.879 kHz     40.000000 MHz
    DMT 0x10:  1024x768    60.003840 Hz   4:3     48.363 kHz     65.000000 MHz
  Standard Timings:
    DMT 0x20:  1280x960    60.000000 Hz   4:3     60.000 kHz    108.000000 MHz
    DMT 0x23:  1280x1024   60.019740 Hz   5:4     63.981 kHz    108.000000 MHz
    DMT 0x2f:  1440x900    59.887445 Hz  16:10    55.935 kHz    106.500000 MHz
    DMT 0x33:  1600x1200   60.000000 Hz   4:3     75.000 kHz    162.000000 MHz
    DMT 0x3a:  1680x1050   59.954250 Hz  16:10    65.290 kHz    146.250000 MHz
    DMT 0x52:  1920x1080   60.000000 Hz  16:9     67.500 kHz    148.500000 MHz
  Detailed Timing Descriptors:
    DTD 1:  1920x1200   59.950171 Hz   8:5     74.038 kHz    154.000000 MHz (546 mm x 352 mm)
                 Hfront   48 Hsync  32 Hback   80 Hpol P
                 Vfront    3 Vsync   6 Vback   26 Vpol N
    Display Range Limits:
      Monitor ranges (GTF): 59-61 Hz V, 24-80 kHz H, max dotclock 170 MHz
    Display Product Name: 'HP ZR24w'
    Display Product Serial Number: 'CNT1021406'
Checksum: 0x83

    Quadro K4200 使用该nouveau驱动程序，该驱动程序也依赖于该模块，问题中的驱动程序i2c-algo-bit也是如此。i915

    查看/sys/class/i2c-adapterQuadro K4200 提供的 I2C 总线，我看不到任何可用于定义 I2C 总线速度的用户空间文件。

    i2c-algo-bit.c源代码显示这是一个软件位驱动，其中软件控制I2C 总线上的单个SCL信号，并使用软件在 I2C 总线上信号的切换之间SDA插入最小延迟。

    struct i2c_algo_bit_data具有以下字段，用于控制软件时序：

        int udelay;     /* half clock cycle time in us,
                   minimum 2 us for fast-mode I2C,
                   minimum 5 us for standard-mode I2C and SMBus,
                   maximum 50 us for SMBus */

    i2c-algo-bit.c 中的函数调用了udelay()，有时会延迟，adap->udelay有时会延迟(adap->udelay + 1) / 2。

    问题中使用的i915/display/intel_gmbus.c驱动程序使用以下宏对 I2C 总线速度进行硬编码：

    #define I2C_RISEFALL_TIME 10

    在函数中使用它intel_gpio_setup来初始化i2c_algo_bit_data udelay：

        algo->udelay = I2C_RISEFALL_TIME;

    因此，i915 使用的 I2C 总线速度最高为 50 kHz（因为半时钟周期时间被硬编码为 10 微秒）。由于用于控制时序的软件延迟，实际总线速度可能会更低。

    nouveauQuadro K4200 使用的驱动程序也在 nouveau/nvkm/subdev/i2c/bus.c 中的函数中为 i2c-algo-bit 模块硬编码相同的udelay值nvkm_i2c_bus_ctor

    • 1

  2. DDC标准规定硬件必须支持 100 kHz 的时钟频率，并且只有图形适配器才能作为 I²C 总线的（时钟）主控。因此，您的设备需要能够在 100 kHz 及以下的任何速度下工作，包括时钟拉伸等 I²C 相关的功能。（切勿自行在软件中实现 I²C 功能。如果您的微控制器没有 I²C 外设，请使用其他微控制器或使用其他总线。）

    如果我可以给你一个建议的话：

    不。

    我曾经为一款嵌入式设备做过技术支持，该设备在同一个 I²C 总线上有自己的 EEPROM，并且还用于其前面的 mini-HDMI 接头。

    有时（例如：我的多个独立客户端）在硬件后端从内部 EEPROM 查询硬件属性时使用图形用户界面，会导致 EEPROM 将来自包含 EDID 的屏幕内存的回复误解为写入命令，这是由于总线交互的时间冲突造成的。

    以上提到的设备都是专用设备，这类总线事务每分钟可能不会超过一次。您可以推断一下您的控制器会引发多少次事务，以及与 DDC 的实际功能发生冲突并给用户带来严重困扰的可能性有多大。

    显卡驱动程序通常只是对 I²C 总线进行位操作，并且它们无法意识到 I²C 总线上的多传输事务。

    不要试图把游戏控制器挂在屏幕接口之外。那样只会适得其反，任何需要与控制器交互的软件都需要非常可疑的权限，而且即使在最昂贵但值得信赖的电子产品经销商那里，I²C 转 USB 适配器的价格也低于 2 欧元；你“买个显示器连接器，找个闲置的显卡接口，或者搭建一个能正常工作的直通设备（尽管视频信号是极高带宽且敏感的信号）”的成本绝对比这高。

    如果您正在为 20 世纪 80 年代的游戏机构建游戏控制器，也许会考虑这些游戏机所具有的特定总线 - 无论如何您都会为它们编写非常定制的低级软件。

    更实际的做法是，让你的自定义游戏控制器的微控制器直接支持 USB 接口。人机接口设备 (HID) 类几乎是你能用 USB 实现的最简单的东西。所有相关的微控制器系列，无论你用在什么场合，比如那些不需要百万量级生产或需要微瓦功耗的设备，都包含内置 USB 硬件的成员。实际上，任何微控制器都有一个 UART 接口，如果你需要，可以把它插到你原来的 IBM PC 背面。

    • 1

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