bertos/cpu/cortex-m3/drv/i2c_sam3.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2011 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief TWI driver for SAM3 (implementation)
  34  *
  35  * Only master mode is supported.
  36  *
  37  * \author Stefano Fedrigo <aleph@develer.com>
  38  */
  39
  40
  41 #include "cfg/cfg_i2c.h"
  42
  43 #define LOG_LEVEL  I2C_LOG_LEVEL
  44 #define LOG_FORMAT I2C_LOG_FORMAT
  45
  46 #include <cfg/log.h>
  47
  48 #include <hw/hw_cpufreq.h>  // CPU_FREQ
  49 #include <cfg/debug.h>
  50 #include <cfg/macros.h> // BV()
  51 #include <cfg/module.h>
  52 #include <cpu/detect.h>
  53 #include <cpu/irq.h>
  54 #include <cpu/power.h>
  55 #include <drv/timer.h>
  56 #include <drv/i2c.h>
  57 #include <io/sam3.h>
  58
  59
  60 struct I2cHardware
  61 {
  62         uint32_t base;
  63         bool     first_xtranf;
  64 };
  65
  66
  67 INLINE bool waitTxRdy(I2c *i2c, time_t ms_timeout)
  68 {
  69         ticks_t start = timer_clock();
  70
  71         while (!(HWREG(i2c->hw->base + TWI_SR_OFF) & TWI_SR_TXRDY))
  72         {
  73                 if (timer_clock() - start > ms_to_ticks(ms_timeout))
  74                         return false;
  75                 cpu_relax();
  76         }
  77
  78         return true;
  79 }
  80
  81 INLINE bool waitRxRdy(I2c *i2c, time_t ms_timeout)
  82 {
  83         ticks_t start = timer_clock();
  84
  85         while (!(HWREG(i2c->hw->base + TWI_SR_OFF) & TWI_SR_RXRDY))
  86         {
  87                 if (timer_clock() - start > ms_to_ticks(ms_timeout))
  88                         return false;
  89                 cpu_relax();
  90         }
  91
  92         return true;
  93 }
  94
  95 INLINE void waitXferComplete(I2c *i2c)
  96 {
  97         while (!(HWREG(i2c->hw->base + TWI_SR_OFF) & TWI_SR_TXCOMP))
  98                 cpu_relax();
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Set STOP condition bit, to send stop after next sent byte.
 103  */
 104 INLINE void setStop(I2c *i2c)
 105 {
 106         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_STOP;
 107 }
 108
 109 /*
 110  * The start is not performed when we call the start function
 111  * because the hardware should know the first data byte to send.
 112  * Generally to perform a byte send we should write the slave address
 113  * in slave address register and the first byte to send in data registry.
 114  * After then we can perform the start write procedure, and send really
 115  * the our data. To use common bertos i2c api the really start will be
 116  * performed when the user "put" or "send" its data. These tricks are hide
 117  * from the driver implementation.
 118  */
 119 static void i2c_sam3_start(struct I2c *i2c, uint16_t slave_addr)
 120 {
 121         i2c->hw->first_xtranf = true;
 122
 123         if (I2C_TEST_START(i2c->flags) == I2C_START_R)
 124                 HWREG(i2c->hw->base + TWI_MMR_OFF) = TWI_MMR_DADR(slave_addr >> 1) | TWI_MMR_MREAD;
 125         else
 126                 HWREG(i2c->hw->base + TWI_MMR_OFF) = TWI_MMR_DADR(slave_addr >> 1);
 127 }
 128
 129 static void i2c_sam3_putc(I2c *i2c, const uint8_t data)
 130 {
 131         if (!waitTxRdy(i2c, CONFIG_I2C_START_TIMEOUT))
 132         {
 133                 LOG_ERR("i2c: txready timeout\n");
 134                 i2c->errors |= I2C_START_TIMEOUT;
 135                 return;
 136         }
 137
 138         HWREG(i2c->hw->base + TWI_THR_OFF) = data;
 139
 140         // On first byte sent wait for start timeout
 141         if (i2c->hw->first_xtranf && !waitTxRdy(i2c, CONFIG_I2C_START_TIMEOUT))
 142         {
 143                 LOG_ERR("i2c: write start timeout\n");
 144                 i2c->errors |= I2C_START_TIMEOUT;
 145                 setStop(i2c);
 146                 waitXferComplete(i2c);
 147                 return;
 148         }
 149         i2c->hw->first_xtranf = false;
 150
 151         if ((i2c->xfer_size == 1) && (I2C_TEST_STOP(i2c->flags) == I2C_STOP))
 152         {
 153                 setStop(i2c);
 154                 waitXferComplete(i2c);
 155         }
 156 }
 157
 158 static uint8_t i2c_sam3_getc(I2c *i2c)
 159 {
 160         uint8_t data;
 161
 162         if ((i2c->xfer_size == 1) && (I2C_TEST_STOP(i2c->flags) == I2C_STOP))
 163                 setStop(i2c);
 164
 165         if (i2c->hw->first_xtranf)
 166         {
 167                 HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_START;
 168                 i2c->hw->first_xtranf = false;
 169         }
 170
 171         if (!waitRxRdy(i2c, CONFIG_I2C_START_TIMEOUT))
 172         {
 173                 LOG_ERR("i2c: read start timeout\n");
 174                 i2c->errors |= I2C_START_TIMEOUT;
 175                 return 0xFF;
 176         }
 177
 178         data = HWREG(i2c->hw->base + TWI_RHR_OFF);
 179
 180         if ((i2c->xfer_size == 1) && (I2C_TEST_STOP(i2c->flags) == I2C_STOP))
 181                 waitXferComplete(i2c);
 182
 183         return data;
 184 }
 185
 186 static void i2c_setClock(I2c *i2c, int clock)
 187 {
 188         uint32_t ck_div = 0;
 189         uint32_t cl_div;
 190
 191         for (;;)
 192         {
 193                 cl_div = ((CPU_FREQ / (2 * clock)) - 4) / (1 << ck_div);
 194
 195                 if (cl_div <= 255)
 196                         break;
 197
 198                 ck_div++;
 199         }
 200
 201         ASSERT(ck_div < 8);
 202         LOG_INFO("i2c: using CKDIV = %lu and CLDIV/CHDIV = %lu\n\n", ck_div, cl_div);
 203
 204         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CWGR_OFF) = 0;
 205         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CWGR_OFF) = (ck_div << 16) | (cl_div << 8) | cl_div;
 206 }
 207
 208
 209 static const I2cVT i2c_sam3_vt =
 210 {
 211         .start = i2c_sam3_start,
 212         .getc = i2c_sam3_getc,
 213         .putc = i2c_sam3_putc,
 214         .write = i2c_genericWrite,
 215         .read = i2c_genericRead,
 216 };
 217
 218 struct I2cHardware i2c_sam3_hw[I2C_CNT];
 219
 220
 221 /**
 222  * Initialize I2C module.
 223  */
 224 void i2c_hw_init(I2c *i2c, int dev, uint32_t clock)
 225 {
 226         uint8_t dummy;
 227
 228         ASSERT(dev < I2C_CNT);
 229
 230         i2c->hw = &i2c_sam3_hw[dev];
 231         i2c->vt = &i2c_sam3_vt;
 232
 233         // Configure I/O pins
 234         pmc_periphEnable(PIOA_ID);
 235
 236         switch (dev)
 237         {
 238                 case I2C0:
 239                         i2c->hw->base = TWI0_BASE;
 240                         PIO_PERIPH_SEL(TWI0_PORT, BV(TWI0_TWD) | BV(TWI0_TWCK), TWI0_PERIPH);
 241                         HWREG(TWI0_PORT + PIO_PDR_OFF) = BV(TWI0_TWD) | BV(TWI0_TWCK);
 242                         pmc_periphEnable(TWI0_ID);
 243                         break;
 244                 case I2C1:
 245                         i2c->hw->base = TWI1_BASE;
 246                         PIO_PERIPH_SEL(TWI1_PORT, BV(TWI1_TWD) | BV(TWI1_TWCK), TWI1_PERIPH);
 247                         HWREG(TWI1_PORT + PIO_PDR_OFF) = BV(TWI1_TWD) | BV(TWI1_TWCK);
 248                         pmc_periphEnable(TWI1_ID);
 249                         break;
 250                 default:
 251                         ASSERT(!"i2c: invalid dev number");
 252                         return;
 253         }
 254
 255         /*
 256          * Reset sequence: enable slave mode, reset, read RHR,
 257          * disable slave and master modes.
 258          */
 259         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_SVEN;
 260         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_SWRST;
 261         dummy = HWREG(i2c->hw->base + TWI_RHR_OFF);
 262         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_SVDIS;
 263         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_MSDIS;
 264
 265         // Set master mode
 266         HWREG(i2c->hw->base + TWI_CR_OFF) = TWI_CR_MSEN;
 267
 268         i2c_setClock(i2c, clock);
 269 }