讀 Datasheet / Spec
移植一顆新的 I2C 裝置時，手上會有兩份文件：datasheet（晶片廠給的規格書）與 schematic（板廠給的電路圖，見 schemantic）。Datasheet 動輒幾十上百頁，但寫 driver 真正會用到的其實只有固定幾個章節。
讀 datasheet 的固定順序
- Block Diagram — 先建立整體概念
- Pin Description — 對照電路圖確認接線
- Electrical Characteristics — 供電、I2C 速度上限
- Device Address — slave address 怎麼決定
- Register Map — 每個暫存器的位址、預設值、bit 定義
- Data Format — 讀到的原始值怎麼換算成物理量
- Timing — 上電後多久才能讀、轉換要多久
Block Diagram（方塊圖）
Datasheet 前幾頁的方塊圖，是理解整顆晶片最快的入口。它會畫出晶片內部的功能區塊與訊號流向，例如一顆溫度感測器的方塊圖通常是：
[溫度二極體] → [ADC] → [溫度暫存器]
↓
[比較器] ← [T_HIGH/T_LOW 限值暫存器]
↓
ALERT 腳 [I2C 介面] ← SDA/SCL
↓
[位址解碼] ← A0/A1/A2
從方塊圖可以立刻回答幾個問題：
- 這顆晶片有幾個獨立的量測通道？（決定 driver 要註冊幾個 hwmon 檔案）
- 有沒有中斷/警報輸出腳？（決定要不要在 device tree 裡宣告
interrupts） - 位址是由哪幾隻腳決定的？（決定同一條 bus 上最多能掛幾顆）
TMP75 為例
TMP75 是 TI 的 I2C 數位溫度感測器，是 BMC 上最常見的溫度感測晶片之一，也是練習移植的標準教材。
位址
TMP75 的 7-bit slave address 由三隻腳 A2/A1/A0 決定，基底是 1001xxx：
| A2 | A1 | A0 | 位址 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0x48 |
| 0 | 0 | 1 | 0x49 |
| 0 | 1 | 0 | 0x4A |
| ... | ... | ||
| 1 | 1 | 1 | 0x4F |
所以一條 I2C bus 上最多掛 8 顆 TMP75。板廠會在電路圖上標明每顆的三隻腳接高還是接低，據此填進 device tree 的 reg。
暫存器
| Pointer | 暫存器 | 說明 |
|---|---|---|
0x00 | Temperature | 溫度讀值（唯讀，2 byte） |
0x01 | Configuration | 解析度、shutdown、警報模式 |
0x02 | T_LOW | 警報下限 |
0x03 | T_HIGH | 警報上限 |
存取方式是兩段式：先寫一個 byte 的 Pointer Register 指定要操作哪個暫存器，再讀/寫資料。這正好對應 SMBus 的 Read Word 交易（見 pmbus）。
資料格式
溫度是 12-bit 有號數（預設解析度），放在 16-bit word 的高位，低 4 bit 無意義：
byte0 (MSB) : bit 11~4
byte1 (LSB) : bit 3~0 在高半部，低半部為 0
換算：每個 LSB = 0.0625 °C（即 1/16），負溫用二補數表示。
例如讀到 0x2A80：
- 取高 12 bit：
0x2A8= 680 680 × 0.0625 = 42.5 °C
這一段是最容易寫錯的地方——位移方向、有號數處理、LSB 權重任一個弄錯，讀出來就會是一個「數量級接近但不對」的值。
EEPROM datasheet
FRU 資料存在 EEPROM 裡（見 ipmi），常見型號是 AT24C02 / AT24C64 這類 I2C EEPROM。讀 datasheet 時重點不同：
- 容量與位址寬度：2Kbit（256 byte）以下用 1 byte 的 word address；再大就要 2 byte。用錯位址寬度會讀到完全錯的位置，這是最常見的錯誤。
- Device address：基底
1010xxx，即0x50–0x57，由 A0/A1/A2 決定。所以掃描 FRU 時固定掃這個範圍。 - Page size：寫入時一次最多寫一頁（常見 8 / 16 / 32 byte），跨頁會 wrap around 蓋掉同頁開頭的資料。
- Write cycle time：寫入後需要 5ms 左右的內部寫入時間，這段期間裝置不回應 ACK。
- Write protect 腳（WP）：拉高則唯讀。板上常接到 GPIO，燒 FRU 前要先把它放掉。
i2cget：手動驗證
寫 driver 之前，先用 i2cget 手動把值讀出來，確認「硬體通、位址對、換算公式懂了」。這一步能省下大量在 kernel 裡瞎猜的時間。
i2cget -y <bus> <chip-addr> <data-addr> <mode>
-y：跳過確認提示。<mode>：b= read byte（預設）、w= read word（16-bit）、c= write byte/read byte。
# 讀 i2c-7 上 0x4c 的 TMP75 溫度暫存器（pointer 0x00），word 模式
i2cget -y 7 0x4c 0x00 w
# 0x802a
注意 i2cget -w 的 byte order：SMBus Read Word 規定低位 byte 先傳，但 TMP75 是高位先傳，所以讀回來的 0x802a 需要 byte swap 成 0x2a80 才是正確值。這個坑幾乎每個人都踩過一次。
搭配 i2cdump 可以一次把整片暫存器印出來：
i2cdump -y 7 0x50 # 傾印整顆 EEPROM，看 FRU header 對不對
前提：i2cdetect 顯示該位址是數字而不是 UU。若已經被 driver 佔用，手動存取會和 driver 搶匯流排（見 pmbus 的 i2cdetect 章節）。
從 datasheet 到 driver 的對應
| Datasheet 章節 | 對應到程式碼 |
|---|---|
| Device Address | device tree 的 reg |
| Register Map | driver 裡的 #define XXX_REG 0x00 |
| Data Format | driver 的換算函式 |
| Configuration Register | probe() 裡的初始化寫入 |
| Timing / Conversion Time | 輪詢間隔、msleep() 長度 |
| ALERT / Interrupt | device tree 的 interrupts + request_irq() |