drivers/i2c/mxc_i2c.c

   1 /*
   2  * i2c driver for Freescale i.MX series
   3  *
   4  * (c) 2007 Pengutronix, Sascha Hauer <s.hauer@pengutronix.de>
   5  * (c) 2011 Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
   6  *
   7  * Based on i2c-imx.c from linux kernel:
   8  *  Copyright (C) 2005 Torsten Koschorrek <koschorrek at synertronixx.de>
   9  *  Copyright (C) 2005 Matthias Blaschke <blaschke at synertronixx.de>
  10  *  Copyright (C) 2007 RightHand Technologies, Inc.
  11  *  Copyright (C) 2008 Darius Augulis <darius.augulis at teltonika.lt>
  12  *
  13  *
  14  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
  15  * project.
  16  *
  17  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  18  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  19  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  20  * the License, or (at your option) any later version.
  21  *
  22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  25  * GNU General Public License for more details.
  26  *
  27  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  28  * along with this program; if not, write to the Free Software
  29  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  30  * MA 02111-1307 USA
  31  */
  32
  33 #include <common.h>
  34 #include <asm/arch/clock.h>
  35 #include <asm/arch/imx-regs.h>
  36 #include <asm/errno.h>
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <i2c.h>
  39 #include <watchdog.h>
  40
  41 struct mxc_i2c_regs {
  42         uint32_t        iadr;
  43         uint32_t        ifdr;
  44         uint32_t        i2cr;
  45         uint32_t        i2sr;
  46         uint32_t        i2dr;
  47 };
  48
  49 #define I2CR_IEN        (1 << 7)
  50 #define I2CR_IIEN       (1 << 6)
  51 #define I2CR_MSTA       (1 << 5)
  52 #define I2CR_MTX        (1 << 4)
  53 #define I2CR_TX_NO_AK   (1 << 3)
  54 #define I2CR_RSTA       (1 << 2)
  55
  56 #define I2SR_ICF        (1 << 7)
  57 #define I2SR_IBB        (1 << 5)
  58 #define I2SR_IIF        (1 << 1)
  59 #define I2SR_RX_NO_AK   (1 << 0)
  60
  61 #ifdef CONFIG_SYS_I2C_BASE
  62 #define I2C_BASE        CONFIG_SYS_I2C_BASE
  63 #else
  64 #error "define CONFIG_SYS_I2C_BASE to use the mxc_i2c driver"
  65 #endif
  66
  67 static u16 i2c_clk_div[50][2] = {
  68         { 22,   0x20 }, { 24,   0x21 }, { 26,   0x22 }, { 28,   0x23 },
  69         { 30,   0x00 }, { 32,   0x24 }, { 36,   0x25 }, { 40,   0x26 },
  70         { 42,   0x03 }, { 44,   0x27 }, { 48,   0x28 }, { 52,   0x05 },
  71         { 56,   0x29 }, { 60,   0x06 }, { 64,   0x2A }, { 72,   0x2B },
  72         { 80,   0x2C }, { 88,   0x09 }, { 96,   0x2D }, { 104,  0x0A },
  73         { 112,  0x2E }, { 128,  0x2F }, { 144,  0x0C }, { 160,  0x30 },
  74         { 192,  0x31 }, { 224,  0x32 }, { 240,  0x0F }, { 256,  0x33 },
  75         { 288,  0x10 }, { 320,  0x34 }, { 384,  0x35 }, { 448,  0x36 },
  76         { 480,  0x13 }, { 512,  0x37 }, { 576,  0x14 }, { 640,  0x38 },
  77         { 768,  0x39 }, { 896,  0x3A }, { 960,  0x17 }, { 1024, 0x3B },
  78         { 1152, 0x18 }, { 1280, 0x3C }, { 1536, 0x3D }, { 1792, 0x3E },
  79         { 1920, 0x1B }, { 2048, 0x3F }, { 2304, 0x1C }, { 2560, 0x1D },
  80         { 3072, 0x1E }, { 3840, 0x1F }
  81 };
  82
  83 /*
  84  * Calculate and set proper clock divider
  85  */
  86 static uint8_t i2c_imx_get_clk(unsigned int rate)
  87 {
  88         unsigned int i2c_clk_rate;
  89         unsigned int div;
  90         u8 clk_div;
  91
  92 #if defined(CONFIG_MX31)
  93         struct clock_control_regs *sc_regs =
  94                 (struct clock_control_regs *)CCM_BASE;
  95
  96         /* start the required I2C clock */
  97         writel(readl(&sc_regs->cgr0) | (3 << CONFIG_SYS_I2C_CLK_OFFSET),
  98                 &sc_regs->cgr0);
  99 #endif
 100
 101         /* Divider value calculation */
 102         i2c_clk_rate = mxc_get_clock(MXC_IPG_PERCLK);
 103         div = (i2c_clk_rate + rate - 1) / rate;
 104         if (div < i2c_clk_div[0][0])
 105                 clk_div = 0;
 106         else if (div > i2c_clk_div[ARRAY_SIZE(i2c_clk_div) - 1][0])
 107                 clk_div = ARRAY_SIZE(i2c_clk_div) - 1;
 108         else
 109                 for (clk_div = 0; i2c_clk_div[clk_div][0] < div; clk_div++)
 110                         ;
 111
 112         /* Store divider value */
 113         return clk_div;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Init I2C Bus
 118  */
 119 void i2c_init(int speed, int unused)
 120 {
 121         struct mxc_i2c_regs *i2c_regs = (struct mxc_i2c_regs *)I2C_BASE;
 122         u8 clk_idx = i2c_imx_get_clk(speed);
 123         u8 idx = i2c_clk_div[clk_idx][1];
 124
 125         /* Store divider value */
 126         writeb(idx, &i2c_regs->ifdr);
 127
 128         /* Reset module */
 129         writeb(0, &i2c_regs->i2cr);
 130         writeb(0, &i2c_regs->i2sr);
 131 }
 132
 133 /*
 134  * Set I2C Speed
 135  */
 136 int i2c_set_bus_speed(unsigned int speed)
 137 {
 138         i2c_init(speed, 0);
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Get I2C Speed
 144  */
 145 unsigned int i2c_get_bus_speed(void)
 146 {
 147         struct mxc_i2c_regs *i2c_regs = (struct mxc_i2c_regs *)I2C_BASE;
 148         u8 clk_idx = readb(&i2c_regs->ifdr);
 149         u8 clk_div;
 150
 151         for (clk_div = 0; i2c_clk_div[clk_div][1] != clk_idx; clk_div++)
 152                 ;
 153
 154         return mxc_get_clock(MXC_IPG_PERCLK) / i2c_clk_div[clk_div][0];
 155 }
 156
 157 #define ST_BUS_IDLE (0 | (I2SR_IBB << 8))
 158 #define ST_BUS_BUSY (I2SR_IBB | (I2SR_IBB << 8))
 159 #define ST_IIF (I2SR_IIF | (I2SR_IIF << 8))
 160
 161 static int wait_for_sr_state(struct mxc_i2c_regs *i2c_regs, unsigned state)
 162 {
 163         unsigned sr;
 164         ulong elapsed;
 165         ulong start_time = get_timer(0);
 166         for (;;) {
 167                 sr = readb(&i2c_regs->i2sr);
 168                 if ((sr & (state >> 8)) == (unsigned char)state)
 169                         return sr;
 170                 WATCHDOG_RESET();
 171                 elapsed = get_timer(start_time);
 172                 if (elapsed > (CONFIG_SYS_HZ / 10))     /* .1 seconds */
 173                         break;
 174         }
 175         printf("%s: failed sr=%x cr=%x state=%x\n", __func__,
 176                         sr, readb(&i2c_regs->i2cr), state);
 177         return -ETIMEDOUT;
 178 }
 179
 180 static int tx_byte(struct mxc_i2c_regs *i2c_regs, u8 byte)
 181 {
 182         int ret;
 183
 184         writeb(0, &i2c_regs->i2sr);
 185         writeb(byte, &i2c_regs->i2dr);
 186         ret = wait_for_sr_state(i2c_regs, ST_IIF);
 187         if (ret < 0)
 188                 return ret;
 189         if (ret & I2SR_RX_NO_AK)
 190                 return -ENODEV;
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Stop I2C transaction
 196  */
 197 void i2c_imx_stop(void)
 198 {
 199         int ret;
 200         struct mxc_i2c_regs *i2c_regs = (struct mxc_i2c_regs *)I2C_BASE;
 201         unsigned int temp = readb(&i2c_regs->i2cr);
 202
 203         temp &= ~(I2CR_MSTA | I2CR_MTX);
 204         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 205         ret = wait_for_sr_state(i2c_regs, ST_BUS_IDLE);
 206         if (ret < 0)
 207                 printf("%s:trigger stop failed\n", __func__);
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Send start signal, chip address and
 212  * write register address
 213  */
 214 static int i2c_init_transfer(struct mxc_i2c_regs *i2c_regs,
 215                 uchar chip, uint addr, int alen)
 216 {
 217         unsigned int temp;
 218         int ret;
 219
 220         /* Enable I2C controller */
 221         if (!(readb(&i2c_regs->i2cr) & I2CR_IEN)) {
 222                 writeb(I2CR_IEN, &i2c_regs->i2cr);
 223                 /* Wait for controller to be stable */
 224                 udelay(50);
 225         }
 226         if (readb(&i2c_regs->iadr) == (chip << 1))
 227                 writeb((chip << 1) ^ 2, &i2c_regs->iadr);
 228         writeb(0, &i2c_regs->i2sr);
 229         ret = wait_for_sr_state(i2c_regs, ST_BUS_IDLE);
 230         if (ret < 0)
 231                 goto exit;
 232
 233         /* Start I2C transaction */
 234         temp = readb(&i2c_regs->i2cr);
 235         temp |= I2CR_MSTA;
 236         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 237
 238         ret = wait_for_sr_state(i2c_regs, ST_BUS_BUSY);
 239         if (ret < 0)
 240                 goto exit;
 241
 242         temp |= I2CR_MTX | I2CR_TX_NO_AK;
 243         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 244
 245         /* write slave address */
 246         ret = tx_byte(i2c_regs, chip << 1);
 247         if (ret < 0)
 248                 goto exit;
 249
 250         while (alen--) {
 251                 ret = tx_byte(i2c_regs, (addr >> (alen * 8)) & 0xff);
 252                 if (ret < 0)
 253                         goto exit;
 254         }
 255         return 0;
 256 exit:
 257         i2c_imx_stop();
 258         /* Disable I2C controller */
 259         writeb(0, &i2c_regs->i2cr);
 260         return ret;
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Read data from I2C device
 265  */
 266 int i2c_read(uchar chip, uint addr, int alen, uchar *buf, int len)
 267 {
 268         struct mxc_i2c_regs *i2c_regs = (struct mxc_i2c_regs *)I2C_BASE;
 269         int ret;
 270         unsigned int temp;
 271         int i;
 272
 273         ret = i2c_init_transfer(i2c_regs, chip, addr, alen);
 274         if (ret < 0)
 275                 return ret;
 276
 277         temp = readb(&i2c_regs->i2cr);
 278         temp |= I2CR_RSTA;
 279         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 280
 281         ret = tx_byte(i2c_regs, (chip << 1) | 1);
 282         if (ret < 0) {
 283                 i2c_imx_stop();
 284                 return ret;
 285         }
 286
 287         /* setup bus to read data */
 288         temp = readb(&i2c_regs->i2cr);
 289         temp &= ~(I2CR_MTX | I2CR_TX_NO_AK);
 290         if (len == 1)
 291                 temp |= I2CR_TX_NO_AK;
 292         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 293         writeb(0, &i2c_regs->i2sr);
 294         readb(&i2c_regs->i2dr);         /* dummy read to clear ICF */
 295
 296         /* read data */
 297         for (i = 0; i < len; i++) {
 298                 ret = wait_for_sr_state(i2c_regs, ST_IIF);
 299                 if (ret < 0) {
 300                         i2c_imx_stop();
 301                         return ret;
 302                 }
 303
 304                 /*
 305                  * It must generate STOP before read I2DR to prevent
 306                  * controller from generating another clock cycle
 307                  */
 308                 if (i == (len - 1)) {
 309                         i2c_imx_stop();
 310                 } else if (i == (len - 2)) {
 311                         temp = readb(&i2c_regs->i2cr);
 312                         temp |= I2CR_TX_NO_AK;
 313                         writeb(temp, &i2c_regs->i2cr);
 314                 }
 315                 writeb(0, &i2c_regs->i2sr);
 316                 buf[i] = readb(&i2c_regs->i2dr);
 317         }
 318
 319         i2c_imx_stop();
 320
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 /*
 325  * Write data to I2C device
 326  */
 327 int i2c_write(uchar chip, uint addr, int alen, uchar *buf, int len)
 328 {
 329         struct mxc_i2c_regs *i2c_regs = (struct mxc_i2c_regs *)I2C_BASE;
 330         int ret;
 331         int i;
 332
 333         ret = i2c_init_transfer(i2c_regs, chip, addr, alen);
 334         if (ret < 0)
 335                 return ret;
 336
 337         for (i = 0; i < len; i++) {
 338                 ret = tx_byte(i2c_regs, buf[i]);
 339                 if (ret < 0)
 340                         break;
 341         }
 342
 343         i2c_imx_stop();
 344
 345         return ret;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Test if a chip at a given address responds (probe the chip)
 350  */
 351 int i2c_probe(uchar chip)
 352 {
 353         return i2c_write(chip, 0, 0, NULL, 0);
 354 }