PSE芯片驱动移植过程中IIC问题定位分享

一  案例简述

         在国产方案替换和降本的前提下，原有的PSE芯片（POE芯片，用于NVR等设备），如Si3459，Max5980等方案，逐步由国产PSE替代。在调试国产PSE驱动过程中，出现IIC不能通信等问题，本文意在阐述问题的发现、定位和处理的相关方法和思路。

二 案例分析和解决过程

背景知识说明

         PSE芯片IP808AR主要替换原来的Si3459芯片（8路POE接口），IP804主要替换Max5980芯片（4路POE接口）。开发的主平台还是Hi3536D，由于新老芯片不是pin to pin，所以硬件都需要重新设计打版，PSE芯片驱动需要重新开发和适配，保证兼容性。

         PSE芯片和CPU通信采用IIC通信，同时CPU可以硬件复位PSE和获取PSE GPIO中断信号。硬件连接如下：

         驱动实现的基础就是IIC通信，通过IIC获取和配置PSE芯片进行相关检测和工作。问题：采用IIC读取PSE芯片数据时，返回错误信息如下：

         HIKDRV_PoeChipI2cRead:144  ret[fffffffb]...

         hibvt-i2c 120c0000.i2c: wait idle abort!, RIS: 0x611

问题分析

         IIC读取或者写入都是返回错误，问题是必现的。

初步分析

从错误信息返回看，IIC是异常的，没有正常通信上。分析：

1. IIC驱动是Linux默认驱动，驱动正常，故排除IIC驱动本身问题；
2. IIC通信地址是否正确？读写地址不一致？
3. PSE芯片工作是否正常？

        综上只需要确认2,3即可。

        首先排除PSE工作是否正常，PSE提供48V电源，所有供电电源是否正常？？PSE芯片的3.3V是否正常，PSE芯片的1.8V是否正常？？

        经过确认，电源异常采用了12V电源，所以导致48V的PSE芯片工作异常，替换48V电源后依然不能正常工作，错误依旧。确认其他电源也是正常，硬件方式将PSE切换到自动模式（不需要CPU干预可直接驱动POE工作），POE管脚工作正常，能够提供48V电源。

        结论：PSE芯片工作正常，硬件外围工作正常。

        所以大概率问题出现在PSE驱动软件上，IIC地址检查发现也是正常的。到此似乎找不到根源，硬件排查正常，IIC地址正常，但是读取IIC数据是异常。

进一步深入分析

IP808AR（IP804A）PSE芯片采用手动模式（Manual Mode），IIC才能有效，区别于之前的si系列和MAX系列的PSE芯片。从芯片文档可以看出，Auto mode时IIC不能支持，同时SCAN<1:0>决定是工作在Auto mode还是Manual Mode。

         文档显示SCAN<1:0>管脚00b是Auto Mode，01b是Manual Mode，查看原理图发现工作模式正确。

        

         排查IIC的地址是否错误，7bit地址的低三位由AD2-AD0管脚决定，原理图AD2-AD0全部拉高，实际只有AD2拉高，那么IP808AR的7bit地址应该是0x74，8bit地址是0xE8，IP804A地址MSB 4bit固定1010，所以7bit地址应该是0x54，8bit地址是0xA8。根据地址检查代码地址设置也是正确的。

         至此，已经排除了硬件的联通性，外面电路，软件的基本设置，IIC地址等，如果上述问题全部正常IIC是没有理由不通的。PSE没有进入auto mode可以判断（POE接上设备是否供电即可检查），显示工作模式是正常的，所以SCAN管脚电平应该是正常的。

         目前对IIC操作直接采用IIC驱动接口直接进行读写，且IIC的驱动正常，所以软件接口不存在问题，为了可能性是IIC的地址错误。

        以IP808AR为例，AD2-AD0只有8种可能的地址，即0x70-0x77，如果AD2-AD0地址电平错误，也只能是其中的一种地址。所以果断采用软件地址遍历的方式，再次检查硬件地址是否设置错误，从0x70开始逐个发送IIC数据进行测试，果然在0x71的地址上可以通信成功。IIC地址（7Bit地址）0x71表示AD2-AD0是001，也就是硬件AD2和AD0的设置相反了，立即将问题反馈给硬件设计。硬件设计查询电路图是正常的（显然是正常的，一直在看电路图），核对bom出现错误，AD2和AD0管脚相反。

        通过上诉办法，一步步分析IIC的通信失败的可能性，倒退测试硬件的错误，到最终查到应该硬件设计人员的失误，最终解决IIC通信问题。

四 经验总结、预防措施及建议

1. 硬件驱动调试时，尽可能让硬件人员提供原理图和PCB图。
2. 针对需要开发的驱动程序，了解基本的通信原理和可能发生问题的应对措施；
3. 开发驱动过程中，需要认真的仔细阅读芯片文档资料。部分芯片厂商，资料可能不全，需要提出问题才能进一步提供资料。本例中芯片就是一个例子。
4. 在软件异常情况下，可以先进行模块测试，或者局部测试，将问题定位到最小化，最后找到问题根源；
5. 在软件排查和经验不足情况下，可以借助测试工具，如示波器，万用表等。

五 从本文可导出的检查项（checklist）

原理图，PCB，BOM统一性检测，为何出现不统一情况，原因是什么。

参考文献、标准、案例

附录        参考文献

《IP808AR-DS-R01-20181210》

《IP804A-DS-R02-20181210》

《IP808 Hardware design Guide 181221》