UART 串口驱动

本文档介绍 RK3588 UART 控制器在 Linux 6.1 内核中的驱动配置、设备树绑定、调试串口的使用方法，以及 RS485 模式的开启方式。

适用范围： RK3588 Linux 6.1 Debian 12 / Ubuntu 22.04 系统，C-3588LQ V1.0 + SHIMETAPI-M5-R2A V1.0 底板。

1. 概念基础

1.1 UART 是什么

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是异步串行通信接口，收发双方不共时钟线，靠事先约定的波特率对齐数据。RK3588 内置 10 路 UART，每个都支持：

数据位 5/6/7/8
校验位 None / Odd / Even
停止位 1 / 1.5 / 2
内置 32 字节 FIFO + DMA
最高 4 Mbps

1.2 控制器基地址

控制器	基地址
UART0	0xfea90000
UART1	0xfeaa0000
UART2	0xfe660000
UART3	0xfe670000
UART4	0xfe680000
UART5	0xfe690000
UART6	0xfe6a0000
UART7	0xfe6b0000
UART8	0xfe6c0000
UART9	0xfe6d0000

驱动源码 drivers/tty/serial/8250/8250_of.c（Rockchip UART 兼容 8250）。

2. 准备工作

2.1 硬件清单

组件	型号/规格	数量	备注
主控板	C-3588LQ 核心板 + SHIMETAPI-M5-R2A 底板	1
USB 转 TTL 模块	CH340 / CP2102 / FT232	1	用于调试串口连接
串口线	USB 转 TTL（3.3V）	1	波特率 1500000
GPS 模块（可选）	BN-220 / NEO-6M	1	UART 接口
杜邦线	母对母	若干

2.2 调试串口引脚

主控板引脚	USB 转 TTL 模块	功能说明
DEBUG_TX（Sheet 6/21）	RXD	调试输出
DEBUG_RX（Sheet 6/21）	TXD	调试输入
GND	GND	共地

引脚对应 GPIO0_B6_D / GPIO0_B5_D，板载 1500000 波特率。接线时注意 TX、RX 要交叉接。

2.3 扩展串口（UART4 示例）

主控板引脚	外设引脚	功能说明
UART4_TX（Sheet 12/21）	GPS TX	串口输出
UART4_RX（Sheet 12/21）	GPS RX	串口输入
3.3V	GPS VCC	电源
GND	GPS GND	共地

3. 软件准备

3.1 内核配置

CONFIG_SERIAL_CORE=y
CONFIG_SERIAL_CORE_CONSOLE=y
CONFIG_SERIAL_OF_PLATFORM=y        /* 8250 generic */
CONFIG_SERIAL_ROCKCHIP_CONSOLE=y  /* 控制台重定向支持 */
CONFIG_OF=y
CONFIG_OF_SERIAL=y

RK3588 UART 兼容 8250 框架，驱动自动绑定到 serial8250。

3.2 设备树

SoC 级定义（rk3588.dtsi）：

uart2: serial@fe660000 {
    compatible = "rockchip,rk3588-uart", "snps,dw-apb-uart";
    reg = <0x0 0xfe660000 0x0 0x100>;
    interrupts = <GIC_SPI 112 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&cru SCLK_UART2>, <&cru PCLK_UART2>;
    clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart2m0_xfer>;
    reg-shift = <2>;
    reg-io-width = <4>;
    status = "okay";  /* 调试串口默认开 */
};

4. 调试串口（U-Boot 控制台）

先看看出厂镜像把 console（内核日志和控制台输出所重定向到的设备）设在了哪个串口上：

# 查看当前 console
cat /proc/cmdline | grep -o 'console=[^ ]*'

实机输出如下：

console=ttyFIQ0

默认 console 是 Rockchip FIQ 调试串口（/dev/ttyFIQ0），内核启动早期就能用它看到输出。常规 16550A UART 在 /dev/ttyS9（ttyS9 at MMIO 0xfebc0000, base_baud=1500000）。

[电脑端] 连接 USB 转 TTL 后，用 1500000 波特率打开：

sudo minicom -d /dev/ttyUSB0 -b 1500000

如需切换 console：

# 在 U-Boot 中改 bootargs
setenv bootargs 'earlycon=uart8250,mmio32,0xfeb50000 console=ttyFIQ0'
# 或用常规 UART:
setenv bootargs 'console=ttyS2,1500000n8'

5. 用户态串口操作（开发板）

5.1 设置串口参数

stty -F /dev/ttyS9 1500000 raw -echo -echoe -echok

几个参数的含义：

raw：原始模式（无处理）
-echo：不回显
1500000：波特率

5.2 收发数据

# 发送
echo "Hello RK3588" > /dev/ttyS9

# 接收（cat 阻塞）
cat /dev/ttyS9

5.3 通过 minicom 串口交互

apt install -y minicom
minicom -D /dev/ttyS9 -b 1500000

退出：Ctrl-A → X。

5.4 串口状态查询

# 查看当前串口详细配置
stty -F /dev/ttyS9 -a

# 查看中断号
cat /proc/interrupts | grep uart

# 查看 UART 时钟
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_uart/clk_rate

6. RS485 模式（PC 端配置）

[电脑端] 编辑板级 .dts，开启 UART4 的 RS485：

&uart4 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&uart4m0_xfer &uart4m0_ctsn>;
    /* RS485 模式 */
    linux,rs485-enabled-at-boot-time;
    rs485-rts-delay-low  = <1>;
    rs485-rts-delay-high = <1>;
};

电脑端 重编译烧录后，设备端可以用下面的命令确认 RS485 已生效：

cat /sys/class/tty/ttyS4/device/rs485

7. 代码解读

7.1 驱动注册

// drivers/tty/serial/8250/8250_of.c（简化，使用 8250 通用驱动）

static struct of_device_id rockchip_8250_match[] = {
    { .compatible = "rockchip,rk3588-uart" },
    { /* sentinel */ }
};

7.2 用户态调用链

用户空间: open(/dev/ttyS9)
  → tty_open()
    → uart_open()
      → rockchip_8250_startup()
        → 配置 8250 寄存器、启用 FIFO

用户空间: write()
  → tty_write()
    → uart_write()
      → rockchip_8250_tx_chars()
        → 数据写入 UART 发送 FIFO

8. 故障排除

8.1 调试串口无输出

按下面的顺序逐项排查：

串口线是否交叉连接（TX 接 RX）
波特率是否为 1500000（出厂默认；PC 端 minicom -b 1500000）
当前 console 设备是哪个（console=ttyFIQ0 还是 ttyS2，参考 cat /proc/cmdline）
内核启动是否正常（看 indicator LED 和核心板电源指示）
USB 转 TTL 模块电平是否 3.3V

8.2 串口乱码

乱码多半是两边参数不一致，先确认配置：

stty -F /dev/ttyS9 -a    # 确认配置
# 波特率 / 数据位 / 停止位 / 校验 应匹配

出厂默认：1500000 8N1。

8.3 高速传输丢字节

可以按下面的方向优化：

设备树中启用 DMA（dmas = <&dmac ...>）
流控：stty -F /dev/ttyS9 crtscts
加大驱动 TX/RX FIFO（驱动已默认 32 字节）