如何在 Linux 上模拟 I2C 设备？

Question

我有一个正在开发的定制 SOM（基于 iMX6）板，它将运行 Ubuntu，并且有多个 I2C 设备连接到其中一个 iMX6 I2C“适配器”。鉴于硬件尚不可用，我想编写软件来访问和控制所述 I2C 设备，最好是在我的 Ubuntu 笔记本电脑上模拟它们；我认为诸如设置之类的功能对于软件测试也可能有用。

我一直在使用 i2cDetect 来查看我的笔记本电脑上有什么，我发现了一些特别有趣的东西；考虑这些命令和响应：

$ sudo i2cdetect -l 
i2c-3   i2c         i915 gmbus dpd                      I2C adapter
i2c-1   i2c         i915 gmbus dpc                      I2C adapter
i2c-6   i2c         DPDDC-C                             I2C adapter
i2c-4   i2c         DPDDC-A                             I2C adapter
i2c-2   i2c         i915 gmbus dpb                      I2C adapter
i2c-0   i2c         Synopsys DesignWare I2C adapter     I2C adapter
i2c-5   i2c         DPDDC-B                             I2C adapter

$ sudo i2cdetect -y -r 4
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 
10: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 
20: 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2a 2b 2c 2d 2e 2f 
30: 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3a 3b 3c 3d 3e 3f 
40: 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4a 4b 4c 4d 4e 4f 
50: 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5a 5b 5c 5d 5e 5f 
60: 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 
70: 70 71 72 73 74 75 76 77

我理解这意味着，对于该表中具有编号的每个单元格，总线上存在具有该编号作为其地址的设备；例如，第一个数字0x03表示有一个I2C地址为0x03的设备。 i2c-4 适配器似乎不太可能真的连接了 117 个设备！ （FWIW 大多数其他适配器没有设备，只有两个在每条总线上显示少量设备；这些似乎是“真正的”I2C 总线。）但回到 i2c-4 - 是某种模拟（或模拟）适配器上有模拟设备吗？我决定看看我可以从可疑设备之一中 i2cdump 数据，并发现如下内容：

$ sudo i2cdump -y 4 0x3 b
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f    0123456789abcdef
00: 00 00 02 02 04 04 06 06 08 08 0a 0a 0c 0c 0e 0e    ..??????????????
10: 10 10 12 12 14 14 16 16 18 18 1a 1a 1c 1c 1e 1e    ????????????????
20: 20 20 22 22 24 24 26 26 28 28 2a 2a 2c 2c 2e 2e      ""$$&&((**,,..
30: 30 30 32 32 34 34 36 36 38 38 3a 3a 3c 3c 3e 3e    0022446688::<<>>
40: 40 40 42 42 44 44 46 46 48 48 4a 4a 4c 4c 4e 4e    @@BBDDFFHHJJLLNN
50: 50 50 52 52 54 54 56 56 58 58 5a 5a 5c 5c 5e 5e    PPRRTTVVXXZZ\\^^
60: 60 60 62 62 64 64 66 66 68 68 6a 6a 6c 6c 6e 6e    ``bbddffhhjjllnn
70: 70 70 72 72 74 74 76 76 78 78 7a 7a 7c 7c 7e 7e    pprrttvvxxzz||~~
80: 80 80 82 82 84 84 86 86 88 88 8a 8a 8c 8c 8e 8e    ????????????????
90: 90 90 92 92 94 94 96 96 98 98 9a 9a 9c 9c 9e 9e    ????????????????
a0: a0 a0 a2 a2 a4 a4 a6 a6 a8 a8 aa aa ac ac ae ae    ????????????????
b0: b0 b0 b2 b2 b4 b4 b6 b6 b8 b8 ba ba bc bc be be    ????????????????
c0: c0 c0 c2 c2 c4 c4 c6 c6 c8 c8 ca ca cc cc ce ce    ????????????????
d0: d0 d0 d2 d2 d4 d4 d6 d6 d8 d8 da da dc dc de de    ????????????????
e0: e0 e0 e2 e2 e4 e4 e6 e6 e8 e8 ea ea ec ec ee ee    ????????????????
f0: f0 f0 f2 f2 f4 f4 f6 f6 f8 f8 fa fa fc fc fe fe    ????????????????

这适用于设备地址 0x03 到 0x07；上面的十六进制数据被替换为XX！不管怎样，我猜这张表显示了“设备”上 256 字节的数据。

我尝试读/写/读一个字节，但它不起作用：

$ sudo i2cget -y 4 0x3 0xff
0xfe

$ sudo i2cset -y 4 0x3 0xff 0x27

$ sudo i2cget -y 4 0x3 0xff
0xfe

以所有这些为背景，这是我的问题：

1. i2c-4 真的是模拟 I2C 适配器吗？它的用途是什么？
2. 我是否正确使用了 i2cget 和 i2cset？如果没有，我哪里出了问题？ （当然，这假设 i2c-4 地址 0x3 按我的预期工作）
3. 如果没有，有没有办法模拟 I2C 设备（可能还有适配器），以便我可以编写能够读/写它的软件？

当然，问题3是这里的重点......

谢谢！

Answer 1

回答这个问题以防其他人有相同/类似的问题。

秘诀就是使用

i2c-stub

，我听说过但没有清楚地了解它是什么。这就是我一直在寻找的一切：

# Install the I2C tools (assumes Debian)
$ sudo apt install i2c-tools
# Set up fake device
$ sudo modprobe i2c-dev
$ sudo modprobe i2c-stub chip_addr=0x03
$ i2cdetect -l
...
i2c-7  unknown    SMBus stub driver    N/A    <<--- Here it is!

# Read data
$ sudo i2cdump -y -r 0-7 7 0x03 b
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f    0123456789abcdef
00: 00 00 00 00 00 00 00 00                            .?......        

# Write data
$ sudo i2cset -y 7 0x03 0x01 0x27

# Read data again
$ sudo i2cdump -y -r 0-7 7 0x03 b
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f    0123456789abcdef
00: 00 27 00 00 00 00 00 00                            .?......