]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/commitdiff
i2c: mxs: fix broken timing calculation
authorLothar Waßmann <LW@KARO-electronics.de>
Fri, 5 Jul 2013 16:28:00 +0000 (18:28 +0200)
committerWolfram Sang <wsa@the-dreams.de>
Fri, 16 Aug 2013 16:09:05 +0000 (18:09 +0200)
The timing calculation is rather bogus and gives extremely wrong
results for higher frequencies (on an i.MX28). E.g. instead of 400 kHz
I measured 770 kHz.

Implement a calculation that adheres to the I2C spec and gives exact
results for I2C frequencies from 12.56 kHz to 960 kHz.

Also the bus_free and leadin parameters are programmed according to
the I2C spec for standard and fast mode.

This was tested on a Ka-Ro TX28 module with a DS1339, TSC2007, PCA9554
and SGTL5000 client.

Signed-off-by: Lothar Waßmann <LW@KARO-electronics.de>
Acked-by: Marek Vasut <marex@denx.de>
[wsa: patch fixes whitespace issue, too]
Signed-off-by: Wolfram Sang <wsa@the-dreams.de>
drivers/i2c/busses/i2c-mxs.c

index 43e2273ac61018673641e5cba4f8694b12eb692b..46cda0b02fd1e16f42cff7e20c4bc31d5aed3abe 100644 (file)
@@ -114,9 +114,10 @@ struct mxs_i2c_dev {
 
        uint32_t timing0;
        uint32_t timing1;
+       uint32_t timing2;
 
        /* DMA support components */
-       struct dma_chan                 *dmach;
+       struct dma_chan                 *dmach;
        uint32_t                        pio_data[2];
        uint32_t                        addr_data;
        struct scatterlist              sg_io[2];
@@ -138,7 +139,7 @@ static int mxs_i2c_reset(struct mxs_i2c_dev *i2c)
         */
        writel(i2c->timing0, i2c->regs + MXS_I2C_TIMING0);
        writel(i2c->timing1, i2c->regs + MXS_I2C_TIMING1);
-       writel(0x00300030, i2c->regs + MXS_I2C_TIMING2);
+       writel(i2c->timing2, i2c->regs + MXS_I2C_TIMING2);
 
        writel(MXS_I2C_IRQ_MASK << 8, i2c->regs + MXS_I2C_CTRL1_SET);
 
@@ -587,41 +588,79 @@ static const struct i2c_algorithm mxs_i2c_algo = {
        .functionality = mxs_i2c_func,
 };
 
-static void mxs_i2c_derive_timing(struct mxs_i2c_dev *i2c, int speed)
+static void mxs_i2c_derive_timing(struct mxs_i2c_dev *i2c, uint32_t speed)
 {
-       /* The I2C block clock run at 24MHz */
+       /* The I2C block clock runs at 24MHz */
        const uint32_t clk = 24000000;
-       uint32_t base;
+       uint32_t divider;
        uint16_t high_count, low_count, rcv_count, xmit_count;
+       uint32_t bus_free, leadin;
        struct device *dev = i2c->dev;
 
-       if (speed > 540000) {
-               dev_warn(dev, "Speed too high (%d Hz), using 540 kHz\n", speed);
-               speed = 540000;
-       } else if (speed < 12000) {
-               dev_warn(dev, "Speed too low (%d Hz), using 12 kHz\n", speed);
-               speed = 12000;
+       divider = DIV_ROUND_UP(clk, speed);
+
+       if (divider < 25) {
+               /*
+                * limit the divider, so that min(low_count, high_count)
+                * is >= 1
+                */
+               divider = 25;
+               dev_warn(dev,
+                       "Speed too high (%u.%03u kHz), using %u.%03u kHz\n",
+                       speed / 1000, speed % 1000,
+                       clk / divider / 1000, clk / divider % 1000);
+       } else if (divider > 1897) {
+               /*
+                * limit the divider, so that max(low_count, high_count)
+                * cannot exceed 1023
+                */
+               divider = 1897;
+               dev_warn(dev,
+                       "Speed too low (%u.%03u kHz), using %u.%03u kHz\n",
+                       speed / 1000, speed % 1000,
+                       clk / divider / 1000, clk / divider % 1000);
        }
 
        /*
-        * The timing derivation algorithm. There is no documentation for this
-        * algorithm available, it was derived by using the scope and fiddling
-        * with constants until the result observed on the scope was good enough
-        * for 20kHz, 50kHz, 100kHz, 200kHz, 300kHz and 400kHz. It should be
-        * possible to assume the algorithm works for other frequencies as well.
+        * The I2C spec specifies the following timing data:
+        *                          standard mode  fast mode Bitfield name
+        * tLOW (SCL LOW period)     4700 ns        1300 ns
+        * tHIGH (SCL HIGH period)   4000 ns         600 ns
+        * tSU;DAT (data setup time)  250 ns         100 ns
+        * tHD;STA (START hold time) 4000 ns         600 ns
+        * tBUF (bus free time)      4700 ns        1300 ns
         *
-        * Note it was necessary to cap the frequency on both ends as it's not
-        * possible to configure completely arbitrary frequency for the I2C bus
-        * clock.
+        * The hardware (of the i.MX28 at least) seems to add 2 additional
+        * clock cycles to the low_count and 7 cycles to the high_count.
+        * This is compensated for by subtracting the respective constants
+        * from the values written to the timing registers.
         */
-       base = ((clk / speed) - 38) / 2;
-       high_count = base + 3;
-       low_count = base - 3;
-       rcv_count = (high_count * 3) / 4;
-       xmit_count = low_count / 4;
+       if (speed > 100000) {
+               /* fast mode */
+               low_count = DIV_ROUND_CLOSEST(divider * 13, (13 + 6));
+               high_count = DIV_ROUND_CLOSEST(divider * 6, (13 + 6));
+               leadin = DIV_ROUND_UP(600 * (clk / 1000000), 1000);
+               bus_free = DIV_ROUND_UP(1300 * (clk / 1000000), 1000);
+       } else {
+               /* normal mode */
+               low_count = DIV_ROUND_CLOSEST(divider * 47, (47 + 40));
+               high_count = DIV_ROUND_CLOSEST(divider * 40, (47 + 40));
+               leadin = DIV_ROUND_UP(4700 * (clk / 1000000), 1000);
+               bus_free = DIV_ROUND_UP(4700 * (clk / 1000000), 1000);
+       }
+       rcv_count = high_count * 3 / 8;
+       xmit_count = low_count * 3 / 8;
+
+       dev_dbg(dev,
+               "speed=%u(actual %u) divider=%u low=%u high=%u xmit=%u rcv=%u leadin=%u bus_free=%u\n",
+               speed, clk / divider, divider, low_count, high_count,
+               xmit_count, rcv_count, leadin, bus_free);
 
+       low_count -= 2;
+       high_count -= 7;
        i2c->timing0 = (high_count << 16) | rcv_count;
        i2c->timing1 = (low_count << 16) | xmit_count;
+       i2c->timing2 = (bus_free << 16 | leadin);
 }
 
 static int mxs_i2c_get_ofdata(struct mxs_i2c_dev *i2c)