【应用技术】AM335x串口技术分析

1 简介

HD-AM335X-IOT评估板采用TI AM3352处理器， 800MHz主频，集成6路UART ( 提供RS-485驱动 )，支持GPS、GPRS、传感器、采集模块等功能扩展。2路CAN总线接口，实现车辆、工业现场控制数据的可靠传输。1路百兆网接口、1路千兆网接口，满足电网、军工等特殊环境内外网隔离与双网冗余的应用需求，同时可通过光纤交换机实现数据高速上传。

2 串口简介

AM335x共6路原生串口，所有原生串口的相关信息如表1.1所示。

表1.1 串口系统信息

设备节点	功能
/dev/ttyO0	调试串口
/dev/ttyO1	UART1
/dev/ttyO2	UART2
/dev/ttyO3	UART3
/dev/ttyO4	UART4
/dev/ttyO5	UART5
/proc/tty/driver/OMAP_SERIAL	串口状态记录信息

/proc/tty/driver/目录内的各个文件是Linux系统记录串口各类事件的接口文件，内部记录该驱动的基本信息，如中断号、发送字节数、接收字节数、异常状态触发次数等，用户根据针对这些信息可反向分析异常原因，从而确认问题解决思路，文件内容如图1.1所示。

图1.1 OMAP_SERIAL文件内容

所谓Linux驱动，实际是对硬件寄存器的读写操作封装，将难以理解的硬件操作封装成统一的便于管理的接口函数。AM335x的串口状态寄存器如下所示。

RXFIFOSTS：接收缓冲区状态位；

TXSRE：记录发送保持和移位寄存器是否为空；

TXFIFOE：记录发送保持寄存器是否为空；

RXBI：记录接收缓冲区是否有Break触发；

RXFE：记录接收缓冲区是否有帧错误；

RXPE：记录接收缓冲区是否有奇偶校验错误；

RXOE：记录接收缓冲区是否有溢出错误；

RXFIFOE：记录接收缓冲区是否有数据；

AM335x的原生串口驱动为kernel-source/drivers/tty/serial/omap-serial.c，驱动代码内通过查找UART模块的LSR(Uart Line Status）寄存器，将所有状态信息记录在up->port.icount内，如图 1.2所示。例如rx记录接收字节数，tx记录发送字节数，break记录UART_LSR_BI位触发次数，parity记录奇偶校验错误，frame记录帧错误触发次数，overrun记录缓冲区溢出错误，等。然后系统把这些错误计数反馈到对应硬件平台的/proc/tty/driver/目录内对应的驱动文件上。

图 1.2 串口状态记录接口

在现场使用环境下，当出现串口报文异常时，有经验的工程师可直接通过此文件分析各类错误。常见的错误关系与应对方法如下所示。

异常计数	原因	可能解决思路
parity 奇偶校验错误	出现次数较多，说明配置有误；出现次数较少，说明系统硬件可能引入干扰	检查串口配置；检查串口硬件接线；
frame 帧错误	收到的数据异常	检查串口波特率配置等；检查硬件接线；
brk 打断触发	串口缓冲区内的数据出现被打断的情况，详细可查看https://blog.csdn.net/Colorful_lights/article/details/80911225
overrun 溢出错误	数据进入FIFO后，有两种情况会触发系统进行读FIFO操作。1）在一定时间内没有新的数据进入则触发上层应用读取数据（保证时效性）。2）FIFO内数据持续输入，当数据量到达一定而未超过缓冲区大小时，则触发上层应用读取数据。根据缓冲区的触发方式，溢出错误其实就是，通知上层应用期间，数据还在不断进来而应用没及时读完导致的。	由于硬件的缓冲区是有限的，所以可以从加快读取数据的思路来解决。例如： 1，串口读取操作采用阻塞方式，使用select编程； 2，设置硬件寄存器的FIFO触发标准线，如原本是32，改为8，这样当FIFO接受到8个字节时，就立即触发应用读取。

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