Orange Pi Lite2: 1-Wire

Приобрел одноплатный компьютер с самым новым на сегодня чипом H6 и увы, не нашел так необходимой мне поддержки протокола OneWire для чтения датчиков температуры DS18b20. Т.е. она то в чипе есть, а драйверов нет. И даже стандартного софтварного драйвера w1-gpio нет в предлагаемых дистрибутивах ОС. Решаем.

Для начала добавим библиотеку WiringOP — fork WiringPI

# apt-get install git
# git clone https://github.com/orangepi-xunlong/WiringOP
# cd WiringOP 

В файлах gpio/Makefile и WiringPI/Makefile раскомментируем строчку PLATFORM = OrangePi_LITE2

# ./build
# cd gpio
# gpio readall
  +------+-----+----------+------+---+OrangePiH6+---+------+----------+-----+------+
  | GPIO | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | GPIO |
  +------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
  |      |     |     3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v       |     |      |
  |  230 |   0 |    SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5V       |     |      |
  |  229 |   1 |    SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v       |     |      |
  |  228 |   2 |     PWM1 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | IN   | PD21     | 3   | 117  |
  |      |     |       0v |      |   |  9 || 10 | 1 | IN   | PD22     | 4   | 118  |
  |  120 |   5 |     RxD3 |   IN | 1 | 11 || 12 | 1 | IN   | PC09     | 6   | 73   |
  |  119 |   7 |     TxD3 |   IN | 1 | 13 || 14 |   |      | 0v       |     |      |
  |  122 |   8 |     CTS3 |   IN | 1 | 15 || 16 | 1 | IN   | PC08     | 9   | 72   |
  |      |     |     3.3v |      |   | 17 || 18 | 1 | IN   | PC07     | 10  | 71   |
  |   66 |  11 |   MOSI.0 |   IN | 1 | 19 || 20 |   |      | 0v       |     |      |
  |   67 |  12 |   MISO.0 |   IN | 1 | 21 || 22 | 1 | IN   | RTS3     | 13  | 121  |
  |   64 |  14 |   SCLK.0 |   IN | 1 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE.0     | 15  | 69   |
  |      |     |       0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | PH03     | 16  | 227  |
  +------+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+------+
  | GPIO | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | GPIO |
  +------+-----+----------+------+---+OrangePiH6+---+------+----------+-----+------+

Уже хорошо. Можно дергать пинами, как это сделано в библиотеке OneWire. Или продолжить танцы с бубном, чтобы повысить приоритет выполнения кода эмуляции протокола 1-wire до уровня модуля ядра linux. К сожалению, в текущей версии дистрибутивов нет скомпилированных драйверов w1-gpio. Чтобы добавить придется самому их компилировать.
Качаем User Manual отсюда и зачитываемся IV．Linux Environment Construction, 4. Linux SDK Usage Sample. Но! собрать ядро на Orange Pi Lite 2 у меня не получилось из-за ошибки отсутствия библиотеки и невозможности ее получить под данную платформу AArch64. Получилось только на взрослой машине. Для этого пришлось на Windows 10 поставить VirtualBox, а на него Ubuntu 18. После скачивания исходников и установки всех необходимых инструментов для компиляции:

# cd OrangePiH6/kernel
# make menuconfig ARCH=arm64

Указание на то, что должно быть в ядре для поддержки 1-wire есть тут. В меню ищем:

Device Drivers --> Dallas's 1-wire support --> 1-wire Bus Masters  ---> 1-wire Bus Masters  ---> M
Device Drivers --> Dallas's 1-wire support -->  1-wire Slaves  --->  Thermal family implementation ---> M  

Сохраняем .config

# cd ..
# ./build.sh

Далее по мануалу Build Linux. Но внимательно читаем вывод скрипта. Там будут скрытые ошибки недостающих библиотек, которые нужно будет поставить чтобы полностью скомпилировать ядро. На выходе получаем нужные модули в папке output/lib/modules/3.10.65+/kernel/drivers/w1 Переносим всю папку w1 на наш одноплатник в папку /lib/modules/3.10.65/kernel/drivers Делаю это по сети через sftp, но можно просто примонтировать SD-карту прямо в виртуальной машине. Как только файлы окажутся на Orange Pi выполняем на ней

# insmod /lib/modules/3.10.65/kernel/drivers/w1/wire.ko
# insmod /lib/modules/3.10.65/kernel/drivers/w1/masters/w1-gpio.ko
# insmod /lib/modules/3.10.65/kernel/drivers/w1/slaves/w1_therm.ko
# depmod
# lsmod
Module                  Size  Used by
 bcmdhd                721630  0
 vin_io                 45127  0
 ss                     44426  0
 sunxi_keyboard          5432  0
 w1_therm                3331  0
 w1_gpio                 3299  0
 wire                   24411  2 w1_gpio,w1_therm

Для автоматического запуска выбранных модулей добавляем их в файл /etc/modules

# /etc/modules: kernel modules to load at boot time.
#
# This file contains the names of kernel modules that should be loaded
# at boot time, one per line. Lines beginning with "#" are ignored.
 wire
 w1-gpio
 w1_therm

Далее нужно обновить конфигурацию дерева устройств и задать номер пина, который будет слушать наш драйвер. Описание процедуры на офф. сайте несколько устарело.

# apt-get install device-tree-compiler
# cd /boot/orangepi
# dtc -b 0 -O dts -I dtb -o OrangePiH6.dts OrangePiH6.dtb
# vi OrangePiH6.dts 
# dtc -b 0 -O dtb -I dts -o OrangePiH6.dtb OrangePiH6.dts

Если что, то оригинальные файлы сохранены в папке /boot/backup/orangepi В сети много примеров для более старых чипов. Например, если попытаться в конец файла перед завершающей фигурной скобкой дописать:

onewire_device {
    compatible = "w1-gpio";
    gpios = <&pio 3 21 0>; /* PD21 */
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&my_w1_pin>; 
};

В середине текста найти pinctrl@0300b000 и изменить на

pio:    pinctrl@0300b000 {
         compatible = "allwinner,sun50iw6p1-pinctrl";
         reg = <0x0 0x300b000 0x0 0x400>;
         interrupts = <0x0 0x33 0x4 0x0 0x35 0x4 0x0 0x36 0x4 0x0 0x3b 0x4>;
         device_type = "pio";
         clocks = <0xb>;
         gpio-controller;
         interrupt-controller;
         #interrupt-cells = <0x2>;
         #size-cells = <0x0>;
         #gpio-cells = <0x6>;
         linux,phandle = <0x7e>;
         phandle = <0x7e>;
 my_w1_pin:  w1@0 {
              allwinner,pins = "PD21";
              allwinner,function = "gpio_in";
             };

То получим ошибки

# dmesg |grep w1
 [    7.923073] sun50iw6p1-pinctrl pio: missing allwinner,function property in node my_w1_pin
 [    7.937340] sun50iw6p1-pinctrl pio: missing allwinner,function property in node my_w1_pin
 [    7.950447] w1-gpio onewire_device.10: unable to select pin group
 [    8.056444] Modules linked in: w1_gpio(+) wire
 [    8.199790] [] w1_gpio_probe+0x17c/0x2c4 [w1_gpio]
 [    8.302643] [] $x+0x10/0x1c [w1_gpio]
 [    8.358783] w1-gpio onewire_device.10: gpio_request (pin) failed
 [    8.369472] w1-gpio: probe of onewire_device.10 failed with error -22

Дерево в формате DTB для меня темный лес. В документации на w1-gpio вроде всё просто, но вот ссылка на gpio в версии OrangePiH6.dtb описывается аж 7 параметрами вместо двух, как можно найти в доступных примерах. Например:

    onewire@0 {
             compatible = "w1-gpio";
             gpios = <0x7e 0x07 0x03 0x1 0xffffffff 0xffffffff 0x0>; /* PH3 */
    };

Изрядно порывшись, догадался как сформировать правильную ссылку. Здесь 0x7e — это ссылка (phandle) на блок gpio-controler под именем pinctrl@0300b000; 0x07 — порядковый номер буквы H в имени пина PH3; 0x03 — номер в имени пина PH3; следующие 3 числа на результат не влияют и стоят в состоянии по умолчанию; 0x00 — состояние подтягивающего резистора — выключен, т.е. нужен внешний резистор 4,7 кОм между шиной 3.3 В и нашим пином PH3. Однако, этого оказалось мало. Просто стало меньше ошибок.

[    7.940948] w1-gpio onewire.10: unable to select pin group
[    7.951144] w1-gpio onewire.10: gpio_request (pin) failed
[    7.971122] w1-gpio: probe of onewire.10 failed with error -16

Нужно добавить правильное описание пина в секцию
pinctrl@0300b000

        w1@0 {
             allwinner,pins = "PH3";
             allwinner,function = "gpio_in";
             allwinner,muxsel = <0x0>;
             allwinner,drive = <0x0>;
             allwinner,pull = <0x0>;
             linux,phandle = <0xf33>;
             phandle = <0xf33>;
         };

И сделать ссылку на него из описания устройства

onewire@0 {
     compatible = "w1-gpio";
     gpios = <0x7e 0x07 0x03 0x1 0xffffffff 0xffffffff 0x0>; /* PH3 */
     pinctrl-names = "default";
     pinctrl-0 = <0xf33>;
     status = "okay";
};

После этого все заработало. Подключив среднюю ногу DS18b20 на Pin26 (PH03) получил список датчиков (добавлять датчики можно в любой момент, а не обязательно до старта Orange Pi)

# ls /sys/bus/w1/devices/
 28-000005e35fb9  28-000005e37f9d  w1_bus_master1

Прочитать температуру

# cat  /sys/bus/w1/devices/28-000005e37f9d/w1_slave
 68 01 4b 46 1f ff 08 10 95 : crc=95 YES
 68 01 4b 46 1f ff 08 10 95 t=22500

Температура 22.5 градуса. Задачка решена. Ссылка на скомпилированные модули и полный исправленный файл дерева ниже. Актуально для ядра 3.10.65

Для моих задач эта плата оказалась избыточна, поэтому тоже самое планирую сделать на Orange PI Zero.

Последнее обновление 05.10.2024 в 13:33