【分享】iTOP4412开发板-Bluetooth移植文档

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近期需要把Bluetooth移植到iTOP-4412 开发平台，查阅了相关资料，经过一段时间的研究、调试,终于成功的将蓝牙功能移植到了开发板上面，这里笔者记录移植过程及注意事项，方便以后工作需要。



iTOP-4412开发板的Bletooth模块与板卡之间的连接采用UART接口，Bletooth硬件模块使用的是MTK的MT6620芯片，MTK提供了Android4.0及Android4.4的driver， Porting Guid，有了这些就为我们的移植工作做了总体性的指导。



但是仅仅有MTK提供的文档还是远远不够的，毕竟硬件接口定义不同，kernel版本也不同，Android层与MTK提供的代码也有差异，这就需要我们在MTK文档的指导下， Step by Step 进行 Porting 工作.





移植环境:

1 iTOP-4412 精英版 + MT6620 Bletooth模块

2 kernel 3.0.15 version

3 Android4.4.

4 Ubuntu12.04 64BIt 开发环境

目录



目录 1

1.1 概述 1

1.2 硬件相关部分 2

1.3 Kernel 4

1.3.1 概述 4

1.3.2 代码修改 5

1.4 用户态空间 8

1.5 HAL层移植 9

1.5.1 Bluedroid 10

1.5.2 init.connectivity.rc 文件 12

1.5 总结 12





1.2 硬件相关部分

由于MT6620 芯片集成了Bluetooth，WiFi, FM，GPS功能，所以Bluetooth的原理图可查看 MT6620 WiFi原理图部分，下图为Bletooth模块与开发板连接的引脚定义，通过该接口可以知道Bluetooth模块与CPU的交互接口.







▆ UART 串口： Bluetooth与CPU之间的通信接口，命令和数据的传输都是经过串口交换的。另外MT6620固件补丁的下载也是通过串口进行的，所以说串口是必不可少的硬件接口。上图中 Pin8，Pin10 为串口部分，与CPU的串口0连接.



▆ MT6620 芯片使能引脚: Pin16 PMU_EN ，使能引脚，默认低电平状态，高电平有效, 启用蓝牙功能之前需要先使能该引脚，这样MT6620才开始工作。



▆ 中断引脚：Pin 14 BGF_INT ， Blutooh, GPS,FM共用的中断引脚，用于告知CPU有数据来了，或者说有请求到了.



▆ 复位引脚: Pin15 WiFi_RESET ，该引脚与MT6620的SYSRST_B连接，用于芯片的复位操作.



▆ 芯片工作电压：Pin12提供1.8V的电压输入，Pin19提供3.3V，Pin20提供5V电压输入.











下图为MT6620模块原理图部分：







MT6620的引脚定义如下:









以上是进行Porting前的准备工作，当然需要万用表，示波器工具进行辅助的检测，查看Bluetooth模块的工作电压是否正常，GPIO的当前状态，串口的数据波形.



另外需要强调的是，MT6620 Bluetootch支持蓝牙4.0规范，蓝牙4.0规范包括常规蓝牙，高速蓝牙，还有很重要的低功耗蓝牙，即BLE的支持，下面是MT6620蓝牙特性：



▆ 支持Bluetooth V2.1 +EDR

▆ 支持Bluetooth 3.0+HS compliance

▆ 支持Bluetooth V4.0 Low Energy (LE)

▆ 使用UART / PCM 接口

▆ 模組包含PA with 13 dBm (class 1) transmit power

▆ Better WiFi/BT coexistence performance

▆ Low power scan function to reduce the power consumption in scan modes



关于MT6620的更多硬件特性，请参考MTK官方发布的MT6620硬件使用指导相关文档.



1.3 Kernel

1.3.1 概述

iTOP4412开发板采用的内核是Linux 3.0.15 版本，MTK官方给的移植Porting没有说明针对具体的 kernel版本，由于是Android4.4，所以kernel应该是3.0以后的版本或者更高支持；



首先按照PoringGuid的指导说明，把New和Modify文件夹下面关于kernel部分的修改放到我们的kernel代码里面， 把MT6620的驱动放在driver/misc/目录下面，文件夹名称 mediatek,里面存放的是WMT，既wireless manage tools, 里面提供了与MT6620 download firmware patch ，enable /disable MT6620芯片，power on, power off操作的相关驱动部分, 及SDIO总线设备接口驱动Host Interface drivers. 蓝牙驱动mtk_stp_bt.ko 的源码也在这个目录下面,我们以驱动库 .ko 的形式编译驱动模块.



driver/misc/mediatek/ 库文件列表如下::



mtk_hif_sdio.ko ----mmc总线相关接口，mmc总线发现SDIO设备，分配总线地址后，会与该驱动进行适配.适配成功后该驱动会调用WiFi网络驱动,另外Bluetooth也使用了该驱动库文件提供的相应接口；

mtk_stp_uart.ko-----串口相关驱动,通过串口下载固件补丁,设置芯片参数;

mtk_stp_wmt.ko-----core 部分，提供Bluetooth上电，断电，PSM省电管理操作等

mtk_stp_bt.ko ----字符设备驱动，创建Bluetooth设备节点用于与用户空间交互;







另外这里附一张Blutooth Kernel层驱动层次图：





上图红色部分 BlueZ, Hci_stp.ko为Android4.0 Bluetooth使用的蓝牙协议栈与Kernel库文件。蓝色部分Bluedroid, mtk_stp.bt.ko 为Android4.4 版本使用的蓝牙协议栈与kernel库文件。Android4.0与Android4.4关于Bluetooth部分变化比较大，请大家移植过程中注意这一点，他们之间的具体差异这里不再讲解。



从上图可以看到 bluetooth驱动调用关系:



mtk_stp_bt.ko -> mtk_stp_wmt.ko -> mtk_stp_uart.ko -> uart driver



最后最底层的串口驱动负责蓝牙命令，数据的发送与接收.



1.3.2 代码修改



1 根据硬件连接情况配置必要的平台资源



修改文件: kernel/iTop4412_Kernel_3.0/arch/arm/mach-exynos/mach-itop4412.c



关键函数: 该函数配置MT6620相关的GPIO引脚为初始化输出状态，或者配置为中断状态，Bluetooth驱动会改变这些引脚的状态，这里仅仅是初始化.





static void __init mtk_combo_init(void)

{



//MT66XX PMUEN

if(gpio_request(EXYNOS4_GPC1(0), "GPC1_0"))

{

printk(KERN_ERR "failed to request GPC1_0 for MT6620 PMUEN control\n");

}

//MT66XX SYSRST

if(gpio_request(EXYNOS4_GPC1(1), "GPC1_1"))

{

printk(KERN_ERR "failed to request GPC1_1 for MT6620 SYSRST control\n");



}

s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPC1(0), S3C_GPIO_OUTPUT);

s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPC1(1), S3C_GPIO_OUTPUT);



gpio_direction_output(EXYNOS4_GPC1(0), 0);

gpio_direction_output(EXYNOS4_GPC1(1), 0);





gpio_free(EXYNOS4_GPC1(0));

gpio_free(EXYNOS4_GPC1(1));



mdelay(5);



//need config eint models for Wifi & BGA Interupt

if (gpio_request(EXYNOS4_GPX2(5), "WiFi INT"))

printk(KERN_WARNING "MT6620 WiFi INT(GPX2.5) Port request error!!!\n");

else {

s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX2(5), S3C_GPIO_PULL_NONE);

s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX2(5), S3C_GPIO_SFN(0xF));

gpio_free(EXYNOS4_GPX2(5));

}



if (gpio_request(EXYNOS4_GPX2(4), "BGF INT"))

printk(KERN_WARNING "MT6620 BGA INT(GPX2.4) Port request error!!!\n");

else {

s3c_gpio_setpull(EXYNOS4_GPX2(4), S3C_GPIO_PULL_NONE);

s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPX2(4), S3C_GPIO_SFN(0xF));

gpio_free(EXYNOS4_GPX2(4));

}



//normal it is high level

if (gpio_request(EXYNOS4_GPX3(2), "6260_GPIO2")!=0) {

printk("[mt6620] ERROR:Cannot request 6260_GPIO2\n");

} else {

gpio_direction_output(EXYNOS4_GPX3(2), 1);/* WLAN_CHIP_PWD */

gpio_set_value(EXYNOS4_GPX3(2), 1);

mdelay(100);

gpio_free(EXYNOS4_GPX3(2));

}



return; }



关键结构体: 该结构体告诉MT6620驱动相关部分使用了平台的哪些GPIO资源.

结构体所属文件: kernel/iTop4412_Kernel_3.0/arch/arm/mach-exynos/mach-itop4412.c



static struct mtk_wmt_platform_data mtk_wmt_pdata = {

.pmu =EXYNOS4_GPC1(0), //RK30SDK_WIFI_GPIO_POWER_N,//RK30_PIN0_PB5, //MUST set to pin num in target system

.rst = EXYNOS4_GPC1(1),//RK30SDK_WIFI_GPIO_RESET_N,//RK30_PIN3_PD0, //MUST set to pin num in target system

.bgf_int=EXYNOS4_GPX2(4), //IRQ_EINT(20),//RK30SDK_WIFI_GPIO_BGF_INT_B,//RK30_PIN0_PA5,//MUST set to pin num in target system if use UART interface.

.urt_cts = -EINVAL, // set it to the correct GPIO num if use common SDIO, otherwise set it to -EINVAL.

.rtc = -EINVAL, //Optipnal. refer to HW design.

.gps_sync = -EINVAL, //Optional. refer to HW design.

.gps_lna = -EINVAL, //Optional. refer to HW design.

};

static struct mtk_sdio_eint_platform_data mtk_sdio_eint_pdata = {

.sdio_eint = EXYNOS4_GPX2(5),//IRQ_EINT(21) ,//RK30SDK_WIFI_GPIO_WIFI_INT_B,//53, //MUST set pin num in target system.

};

static struct platform_device mtk_wmt_dev = {

.name = "mtk_wmt",

.id = 1,

.dev = {

.platform_data = &mtk_wmt_pdata,

},

};

static struct platform_device mtk_sdio_eint_dev = {

.name = "mtk_sdio_eint",

.id = 1,

.dev = {

.platform_data = &mtk_sdio_eint_pdata,

},

};

MTK 官方移植文档中会告诉我们需要在原始内核代码里面增加哪些文件，如何在make menuconfig中配置相关部分，这里就不再详细描述.



注意：蓝牙驱动虽然没有使用到mmc总线，但是mtp_hif_sdio.ko 驱动导出了接口函数，mtk_stp_wmt.ko 核心驱动库会调用导出函数，所以mtp_hif_sdio.ko需要加载到内核空间，如果您的产品中不含有WiFi， 仅仅需要Bluetooth功能，那么完全可以不用配置MMC总线部分，不影响蓝牙的使用，但是务必加载mtp_hif_sdio.ko文件。



另外MT6620 具备功耗控制功能，默认情况下如果MT6620 处于idle空闲状态，空闲时间大于60秒后，会自动进入sleep状态，有中断触发时会唤醒，继续工作，您可以使用 "echo 0 0 > /proc/driver/wmt_dbg "命令关闭功耗控制，这样MT6620会始终不会进入sleep状态。另外也可以修改MT6620 mtk_stp_wmt.ko驱动中的参数，更改ide to sleep的时间.



MTK 官方提供的驱动代码中芯片默认 idle 5 秒后会进入sleep 状态，使用蓝牙接收文件时，如果用户响应时间超过了5秒（用户没有单击接收或者拒绝按钮），MT6620会休眠，驱动会导致MT6620会进入RESET状态，从而Bluetooth服务会出现问题，Bluetooth功能不可使用，为了避免这样的问题发生，我们把休眠时间由默认的 5秒调整到了60 秒，给用户足够多的响应时间，用户在60秒内 接收或者拒绝蓝牙手机发给板卡的文件，另外文件接收完成后，需要单击状态栏中的文件接收完成提示，尽量在Android4.4 状态栏中不含有关于蓝牙消息的提醒。

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1.4 用户态空间

下面我们描述一下采用Linux系统和Android系统的用户都需要注意的地方：



驱动层移植完成后， MTK的Porting Guid会告诉你需要在用户态运行wmt_launcher工具，作为后台的一个服务程序运行，该服务会配置串口的工作参数，下载固件补丁到MT6620中，他的源代码相对比较简单，只有一个.c文件：



原始文件位于MTK发布包：

APEX_Android_4.4_MP_SW_package_V2.0/APEX_Android_4.4_MP_001_panda_combo_mt66xx_Package_Common/New/hardware/mediatek/wmt/stp_uart_launcher.c



修改后的文件位于iTOP-4412 Android4.4发布包：

iTop4412_KK4.4/hardware/mediatek/wmt/stp_uart_launcher.c



修改点主要在串口参数配置上，由于内核版本不同，串口设置参数也略有不同.

具体修改可以使用代码比对工具进行比较。



另外需要说明的是运行wmt_launcher的运行参数 跟MTK给的移植文档有点不同，Porting Guid 里面推荐串口波特率使用921600, 而在iTOP-4412的板子上面采用该值会工作不正常，导致固件补丁无法下载，开始怀疑板卡不支持该波特率，后使用串口测试工具专门针对这个串口进行921600测试，也没发现问题，后没有继续查找，而是运行wmt_launcher时采用115200波特率：



wmt_launcher -b 115200 -d /dev/ttySAC0 -p /system/etc/firmware &





注意: 如果您的操作系统使用的是Linux而不是Android，需要修改stp_uart_launcher.c

原始代码里面有Android特有的属性相关部分，Linux系统不具有这个特性，我们提供了修改好的文件：stp_uart_launcher-linux-ok.c ，用户可以作为参考，该文件与原始文件stp_uart_launcher-ori.c，及正常工作的文件 stp_uart_launcher.c 位于相同目录下面.



无论是Linux系统还是Android系统，挂载根文件系统以后需要运行 wmt_launcher 服务，该服务在后台运行，打开 /dev/ttySAC0 串口，监控着串口上报的事件，对事件进行响应，比如内核上报 "下载固件补丁" 事件，那么wmt_launcher会打开 /system/etc/firmware下面的固件补丁，然后下载到MT6620模块中，该服务不可以被用户终止运行.

1.5 HAL层移植

Bluetooth的HAL层主要有 Bluedroid 协议栈与MT6620 vendor提供底层库文件组成。









需要我们重点关注的有 bluetooth.default.so 该动态库文件提供了 Framework层调用HAL层的 API 接口，同时向下调用 libbt-hci.so 。



bluetooth.default.so包含两个静态库：libbt-brm_stack.a libbt-brm_bta.a . libbt-brm_stack.a提供Bluetooth 各种profiles的支持, 比如 a2dp,hid,pan 等等, libbt-brm_bta.a 用于与framdwork层进行通信.



libbt-hci.so 该动态库提供bluetooth.default.so的底层支持，另外他会调用 libbt-vendor.so 接口，



通过串口发送，接收命令，数据的操作也是通过该动态库实现的。他位于bluedroid源码目录

hci 文件夹下。



libbt-vendor.so 厂商库文件，用于实现厂商提供的蓝牙模块特性支持，库文件位于android4.4/iTop4412_KK4.4/hardware/mediatek/bt/combo_mt66 目录下。

1.5.1 Bluedroid

从Android 4.2开始，Bluetooth stack发生了重大改变：从Bluez换成了由Google和Broadcom联合开发的Bluedroid（当然，核心的部分还是Broadcom的，Google主要是做了和上层Framework相关的部分）。

Bluedroid和Bluez相比，有如下优点：



■ 层次结构清晰。各个profile对上层接口统一，便于增加新的profile；

■ 增加了HAL层，便于移植。

■ 去掉了DBus，Framework的Java代码直接调用到Bluedroid的Native代码。



但是Android 4.2中的Bluedroid与Android 4.0中的Bluez相比，功能要少，例如不支持***RCP 1.3, Bug较多，例如某些蓝牙耳机不能重拨最后一个电话。最重要的是4.2的Bluedroid不支持BLE。不过在刚刚发布的Android 4.3中已经有了很多改进，***RCP 1.3和BLE都得到了支持。



目前有一些Android 4.1或4.2的设备是支持BLE的，但是都是采用的Vendor自己的解决方案，比如Bluetooth stack采用Bluez 5.x，再提供Vendor BLE Android SDK. 现在Android 4.4已经发布，从未来发展趋势来看，如果有人要学习Bluetooth in Android，建议不要再研究Bluez，最好转向Bluedroid。



以下是Android 4.4 中Bluetooth相关代码之分布:



android.bluetooth frameworks/base/core/java/android/bluetooth implements public API for the Bluetooth adapter and profiles

Bluetooth system service packages/apps/Bluetooth/src implements service and profiles at the Android fraework layer

Bluetooth JNI packages/apps/Bluetooth/jni defines Bluetooth adapter and profiles service JNI: calls into HAL and receives callback from HAL

Bluetooth HAL hardware/libhardware/include/hardware/bt_*.h files defines the standard interface that the android.bluetooth adapter and profiles APIs

Bluetooth stack external/bluetooth/bluedroid implement bluetooth stack: core and profiles



笔者在进行Bluetooth的调试过程中，使用Logcat 命令输出Android的调试信息，在Android的Setting界面开启蓝牙功能，根据打印信息的输出，发现Enable Bluetooth的过程中出现了问题，最后查找原因是因为MT6620芯片工作前需要需要下载固件补丁，这个过程需要花费一定的时间，然后bluetooth.default.so 库文件代码中对开启Bluetooth有一定的时间限制，默认情况下是3000毫秒的超时时间，超时后会disable 蓝牙，后经笔者修改为20 000 毫秒，这样即可enable蓝牙芯片，从而进入工作状态.



修改文件: iTop4412_KK4.4/external/bluetooth/bluedroid/Android.mk















1.5.2 init.connectivity.rc 文件

init.connectivity.rc 文件路径：



iTop4412_KK4.4/hardware/mediatek/config/combo_mt66xx/ init.combo_mt66xx.rc



原始文件名称为 init.combo_mt66xx.rc，拷贝到ramdisk的root目录下面名称变更为init.connectivity.rc文件 。



我们在该文件增加了加载驱动模块库操作，运行wmt_lanucher服务操作，另外需要注意文件原有的创建bluetooth相关目录操作，及修改权限，变更拥有者，这些command非常的重要，比如:



# Load Blue module

insmod /system/lib/modules/mtk_stp_bt.ko





chmod 0660 /dev/stpbt

chown bluetooth system /dev/stpbt

mkdir /data/bluetooth 0711 bluetooth bluetooth

mkdir /data/misc/bluedroid 0771 bluetooth bluetooth



1.5 总结

用户在移植HAL层之前可以先使用MTK提供的蓝牙测试工具autobt进行测试，该测试工具脱落复杂的HAL层，直接调用libbt-vendor.so 也就是厂商自己的库文件，在Android的命令行中执行即可，可以使用该命令查询其他的蓝牙设备，发送，接收文件等等。是判断蓝牙硬件是否正常工作的有力工具，使用autobt测试通过后，再调试Android HAL及上层部分。



autobt工具的源码位于:

iTop4412_KK4.4/hardware/mediatek/utility/hw_test_tool/bluetooth/src/tool



另外MTK官方提供了Bluetooth的多个补丁，路径：

APEX_Android_4.4_MP_SW_package_V2.0/Document/BT_patch_description(must read)



这些补丁是比较重要的，有关于蓝牙基础连接方面的，也有关于蓝牙文件发送接收，蓝牙鼠标，蓝牙耳机方面的，需要根据您的产品需求打对应的补丁，我们发布的Android4.4代码中已经打上了蓝牙基础连接，和文件发送接收方面的补丁，其他的补丁未处理.













HAL层修改完成后在Android4.4的Setting里面打开Bluetooth，就可以扫描到其他蓝牙设备，然后进行配对，配对完成后就可以进行文件的传输操作了，笔者仅测试了蓝牙的文件发送与接收功能，其他的蓝牙功能比如蓝牙耳机，蓝牙鼠标的使用均未进行测试，不过有了文件发送接收的测试基本说明了蓝牙的Porting是OK的，如果您有兴趣或者需求，可以移植蓝牙其他更丰富的功能与应用。