新串口通道打通纪实

在计算机系统中，串口是“古老”的通信方式，和它同时代的“并口”通信方式已经消失了。但它仍然顽强的存活着，主要原因是在开发和调试底层软件时还经常用到串口。

正因为有这样的需求，幽兰代码本是支持串口的，而且有两种方式。第一种是主板上接头，需要打开后盖。第二种方式是通过SD卡接口，不需要打开后盖，非常方便，得到很多兰友的好评。

比幽兰更早的GDK8也支持串口，但是要打开后盖。不够方便，因为此，这几天在准备GDK8的新版本镜像时，我根据GDK8用户的意见提了一个需求，把幽兰的SD串口做法应用到GDK8上。

格蠹的小伙伴Jack接到这个需求，这两天在着手实现。

Jack是格蠹的老程序员了，有比较丰富的底层开发经验。为了方便写代码和试验，他轻车熟路地选择用“刘姥姥”驱动做原型。

GDK8使用的是RK3328 SoC。与幽兰使用的RK3588 SoC相似，3328的串口信号也是与SD卡信号复用的，而且复用的都是2号串口，即UART2。

不同的是，3328的UART2有两种连接模式，分别称为UART2m0和UART2m1。下面这张表来自RK3328 TRM的第17章接口描述一节。

对于上表中的m缩写，手册中没有给出任何解释，很让软件工程师困惑。

虽然m的含义不是很明确，但因为m0接口是与SD信号复用的，所以应该按m0方式来设置寄存器。Jack这样修改刘姥姥驱动，把改寄存器的想法转化为代码。

临近中饭时，Jack报告第一个坏消息，“寄存器不能写”。

考虑到这个任务有难度和重要性，我走过去和他一起看寄存器的描述。

首先，RK的SPEC中有时也有明显的错误，比如上面截图中的GRF_COM_MUX应该是GRF_CON_MUX，CON是Control的缩写，MUX是复用的缩写。

RK的很多寄存器都是一个套路：高16位是掩码，低16位负责具体功能，高位为1时，低位的值才有效。但这个规则在上表中解释的很啰嗦。Jack说话很少，交流一番，他可能是被解释中的“when bit16=0, bit 0 cannot be written by software”迷惑了。也可能是被冗长的spec搞晕头了。

午饭后，我看Jack的代码，发现一个明显的问题。

我们要选择m0模式，按照第一张截图中表格下面的描述，需要把GRF_CON_MUX[0]写为0。写寄存器时应该写0x10000。但可能是被SPEC中的真真假假搞晕，Jack的代码里把本来想写的0x30000写成了30000。16进制变成10进制了。

纠正了这个bug后，寄存器写成功了。GRF_CON_IOMUX[0]位成功被设置为0。

这个比特位的设置之前为1，说明是工作在m1模式。我特意与GDK8的硬件工程师确认，GDK8主板上的串口使用的正是UART2m1。

但寄存器写成功的喜悦还没持续几分钟，Jack报告了第二个坏消息：接了SD串口转接头后，主机端还是收不到串口数据。

我说是不是软件写的设备文件不对，Jack说他写了个脚本，把dev下的所有串口设备都试过了。

对于通信问题来说，收不到数据是最让人头痛的。刚好今天早上，我顺手把调试WIFI驱动的几张截图发到WOA技术群，引来多位同行发表感想，普遍觉得涉及到通信的问题有很多坑。

还有真实的案例。

看到Jack前进受挫，我决定放下手头的其它事情，进来助力。

一方面，先汇总手头的各种信息，做些归纳和总结，夯牢基础。查看RK3328硬件设计手册，3328的最初开发板EVB也是使用UART2m1方式来做调试口。根据硬件工程师的回复，GDK8是沿用了EVB的设计。GDK8主板背面的TX、RX、GND三个信号是便是UART2m1实物。

其实，这个设计也延续到幽兰使用的RK3588，也是使用UART2做为默认的调试口。

另一方面，我联系做硬件的Intel老同事，请他帮忙解释SPEC中m缩写的含义。

术业有专攻，硬件工程师果然不一样，明确给出了m缩写的含义。

清楚了m缩写的含以后，我彻底明白了SPEC的意思，脑海中浮现出一张比较清晰的硬件路线图。

有了这个路线图之后，我更加坚定了信念，认为这个方向是可以走的通的。为了避免单一试验的局限性，我决定增大投入，安排小伙伴Bob也投入战斗，搭建环境，编译新代码。

但还没有等到Bob把新环境搭建好，Jack发出好消息：

上面这条信息是从GDK8上通过SD转接头发送到主机端的，也就是说，是以新规划的m0路线传递的。这条消息代表新的串口通道打通了！

我询问Jack哪里做了改动，原来只是改了波特率。因为以前使用m1方式调试时，dts里配置的波特率是115200，所以下午试验时误以为还是这个值，但其实根据UART_DLL和UART_DLH寄存器的值计算，应该是1.5M。
dlh=1，uart_clk_sel=2’b10-24mhz，波特率=24m/(1*16)=1.5

经过一天的努力，期待许久的串口新通道终于打通了。回顾整个过程，其实主要的改动就是配置寄存器。

一件事情，做成功了之后，再回头看就觉得没什么复杂，但是在没有做成之前，则充满了困惑。对于这个问题，有很多可能失败和放弃。虽然失败也是一种选项，可它是无法和成功相比的。

GDK8是2021年发布的，在硬件高速度发展的今天，有些人可能觉得它有些老了，但其实，对于很多用户来说，GDK8具有很多不可多得的优点，比如：

- 非常稳定地支持JTAG调试。

- 超低功耗，开机半个月也用不到一度电，所以有些用户从不关机。

- 积累了大量文档、代码以及开发经验，比如今天这样的踩坑实践。

- 小巧玲珑，节约空间。

今天，它又多了一个优点，可以非常方便的通过SD插槽连接串口。手里有GDK8的小伙伴可以亲自体验一下！对于没有GDK8的朋友，有一种特殊的方式可以得到GDK8 + 挥码枪伴侣，那就是参加格蠹的调试研习班，人手一套。研习班的上海站正在招生之中。

（写文章很辛苦，恳请各位读者点击“在看”，也欢迎转发）

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