2026-09-06

RK3506 Linux SMBus 协议与 Alert 机制（中文）

本文档说明 SMBus Alert、ARA 及 Linux 内核实现，并结合 RK3506 MPU 板级设备树（rk3506b-mpu.dtsi）举例。
内核源码路径以当前工程 kernel/ 为准。

术语

缩写	英文全称	中文
ARA	Alert Response Address	告警响应地址
SMBALERT#	SMBus Alert (active low)	SMBus 告警信号（低有效）

1. SMBus 与 I2C 的关系

项目	说明
物理层	与 I2C 相同（SCL/SDA，开漏）
协议	在 I2C 之上定义超时、ACK 规则、部分命令格式
Linux	`CONFIG_I2C_SMBUS` 启用后提供 `i2c_smbus_*()` API；Alert 由 `i2c-smbus` 模块处理

RK3506 的 I2C 控制器由 drivers/i2c/busses/i2c-rk3x.c 驱动，仅作 主机（Master），不实现 I2C 从机模式。

2. SMBus Alert 概述

2.1 信号：SMBALERT#

SMBALERT#：可选的开漏、线与信号（类似 SCL/SDA）。
从设备有事件需主机处理时，将 SMBALERT# 拉低。
多条从设备可同时拉低同一根线；主机只看到一个低电平 → 触发一次 GPIO 中断。

2.2 专用地址：ARA（0x0C）

ARA 全称：Alert Response Address（告警响应地址）

项目	值
缩写	ARA
英文全称	Alert Response Address
中文	告警响应地址
7 位地址	0x0C
用途	主机在 SMBALERT# 中断后访问，查询当前正在告警的从设备身份

「从设备才会响应 ARA」 的含义：

只有 自己把 SMBALERT# 拉低 的从机，才会对地址 0x0C 应答并在读阶段送出 自己的 7 位地址 + 1 位标志。
未拉 SMBALERT# 的从机（例如总线上有 0x59 节点但未告警）不参与 此次 ARA 访问，等价于不存在。

2.3 与正常访问从设备地址的区别

操作	主机寻址	谁应答
读 PSU 寄存器	0x58	仅 `reg = <0x58>` 的芯片
处理 SMBus Alert	0x0C (ARA)	仅正在拉 SMBALERT# 的芯片

3. 多从设备同时告警时的仲裁与读取顺序

3.1 规范行为（SMBus 1.1）

主机对 0x0C 执行 Receive Byte（读 1 字节）。
多个拉低 SMBALERT# 的从机同时参与；在 从机发送地址 阶段使用 标准 I2C 仲裁：
- SCL 为高时，SDA 上 发 0 胜、发 1 败；
- 7 位地址从高位比较 → 地址数值更小（优先级更高）的设备先胜出。
胜出从机在应答 ARA 后应 释放 SMBALERT# 下拉。
若传输结束后 SMBALERT# 仍为低，主机 再次读 ARA，处理下一个仍挂起的告警。

3.2 示例：0x58、0x59、0x5a，仅 0x58 与 0x5a 拉线

地址	SMBALERT#	第 1 次 ARA	第 2 次 ARA
0x58	拉低	读出 0x58	—
0x59	未拉低	不参与	不参与
0x5a	拉低	与 0x58 仲裁失败	读出 0x5a

实际读取顺序：0x58 → 0x5a（0x59 不会出现）。

若三者都拉低 SMBALERT#，顺序为：0x58 → 0x59 → 0x5a（严格按地址从小到大，每轮 ARA 读出一个）。

3.3 读回字节的格式

status = i2c_smbus_read_byte(ara);   /* ara->addr == 0x0c */

data.addr = status >> 1;   /* 7 位从机地址 */
data.data = status & 1;    /* 告警类型标志位 */

4. Linux 内核实现

4.1 相关文件

文件	作用
`drivers/i2c/i2c-core-smbus.c`	`i2c_new_smbus_alert_device()`：创建 ARA 客户端（`0x0c`）；`i2c_setup_smbus_alert()`
`drivers/i2c/i2c-smbus.c`	`smbus_alert` 驱动：GPIO 中断、`for(;;)` 循环读 ARA、调用 `driver->alert()`
`drivers/i2c/i2c-core-base.c`	适配器注册时调用 `i2c_setup_smbus_alert(adap)`
`drivers/i2c/busses/i2c-rk3x.c`	RK3506 I2C 主机驱动（无硬件 SMBALERT，无 I2C Slave）

4.2 适配器注册时自动挂载 Alert

1 2	/* i2c-core-base.c */ res = i2c_setup_smbus_alert(adap);

/* i2c-core-smbus.c */
int i2c_setup_smbus_alert(struct i2c_adapter *adapter)
{
    irq = device_property_match_string(parent, "interrupt-names", "smbus_alert");
    if (irq == -EINVAL || irq == -ENODATA)
        return 0;
    return PTR_ERR_OR_ZERO(i2c_new_smbus_alert_device(adapter, NULL));
}

4.3 ARA 虚拟设备

1
2
3

struct i2c_board_info ara_board_info = {
    I2C_BOARD_INFO("smbus_alert", 0x0c),
};

4.4 中断处理与循环读 ARA

流程：

SMBALERT# GPIO 中断
    → smbus_alert() [threaded IRQ]
    → schedule work → smbalert_work()
    → for (;;) {
           i2c_smbus_read_byte(ara);     /* 读 0x0C */
           smbus_do_alert();             /* 匹配 client->addr，调 driver->alert() */
           若同一地址连续两次且未处理 → smbus_do_alert_force() 后 break;
       }

内核注释（仲裁与顺序）：

/*
 * Devices with pending alerts reply in address order, low
 * to high, because of slave transmit arbitration.  After
 * responding, an SMBus device stops asserting SMBALERT#.
 */
status = i2c_smbus_read_byte(ara);

4.5 从设备驱动要求

实现 struct i2c_driver.alert 回调。
在 alert() 中 清除芯片内部告警状态，并确保释放 SMBALERT#（硬件规范要求）。
若已处理完毕，应使 alert() 的语义能让上层不再死循环；未实现 alert() 时会打印 no driver alert()。

5. 设备树配置（RK3506）

5.1 每条 I2C 总线仅一路 `smbus_alert`

Linux I2C 核心 每条 adapter 只支持一个 名为 smbus_alert 的中断，不能在同一条 &i2cN 上配置多根独立 SMBALERT# GPIO。

多路 SMBALERT# 的推荐做法：

场景	做法
BMC、PSU 各有一条 SMBALERT#	分到不同 I2C 总线（`i2c0` / `i2c2` 等），各配 1 个 `smbus_alert`
硬件多根线接同一总线	硬件线与成一根 SMBALERT#，软件仍只配 1 个 GPIO
插拔/存在检测	子节点 `present-gpios`，由各驱动处理，不是 SMBus Alert

5.2 板级示例（`rk3506b-mpu.dtsi`）

i2c2（PSU 共用 SMBALERT#，GPIO1_B6）：

&i2c2 {
    /delete-property/ interrupts;
    interrupts-extended = <&gic GIC_SPI 42 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                          <&gpio1 RK_PB6 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
    interrupt-names = "irq", "smbus_alert";

    aspower_d2000_0: power-supply@58 { reg = <0x58>; /* ... */ };
    aspower_d2000_1: power-supply@59 { reg = <0x59>; /* ... */ };
    aspower_d2000_2: power-supply@5a { reg = <0x5a>; /* ... */ };
};

irq：I2C 控制器完成传输等中断。
smbus_alert：SMBALERT# 外部 GPIO 中断。

i2c0（BMC SMBALERT#，示例中当前为注释状态）：

1 2	/* interrupts-extended = <&gic ...>, <&gpio1 RK_PD1 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>; / / interrupt-names = "irq", "smbus_alert"; */

5.3 内核配置

CONFIG_I2C=y
CONFIG_I2C_SMBUS=y
CONFIG_I2C_RK3X=y（或对应 Rockchip I2C 选项）

6. RK3506 限制说明

能力	RK3506 / i2c-rk3x	说明
I2C Master	支持	常规 `i2c0/1/2`
SMBus Alert（GPIO + 软件 ARA）	支持	依赖 DTS `smbus_alert` + `CONFIG_I2C_SMBUS`
I2C Slave / SMBus Host Notify	不支持	`i2c-rk3x` 无 `I2C_FUNC_SLAVE`，无法让 SoC 作总线从机

7. SMBus Host Notify（扩展，本板不适用）

从设备向地址 0x08 写通知，主机需 I2C 从模式 接收。
实现见 i2c-smbus.c 中 i2c_new_slave_host_notify_device()，依赖适配器 Slave 能力。
RK3506 当前 i2c-rk3x 不支持，不能通过 DTS 单独启用。

8. 时序示意（0x58 + 0x5a 同时告警）

Dev@0x58          Dev@0x5a          SMBALERT#        Host
    |                 |                 |            |
    |---- pull low ---|-----------------|            |
    |                 |---- pull low ---|            |
    |                 |                 |-- GPIO -->|
    |                 |                 |            | Read ARA 0x0C
    |<--- win arb ---->|                 |            | → 0x58
    |-- release # ----|                 |            | alert(0x58)
    |                 |                 | (仍低)     |
    |                 |                 |            | Read ARA 0x0C
    |                 |<--- only 0x5a -|            | → 0x5a
    |                 |-- release # ----|            | alert(0x5a)
    |                 |                 | (高)       | 结束

9. 调试建议

确认 dmesg 中有 supports SMBALERT#（适配器注册成功后 i2c-smbus 打印）。
触发告警后抓 I2C 波形：应对 0x0C 出现读事务，数据字节含从机地址。
若同一地址反复出现：检查从设备 alert() 是否清除告警 及是否释放 SMBALERT#。
使用 present-gpios 的插拔事件不会走 ARA，勿与 SMBALERT# 混淆。

10. 参考

资料	路径 / 说明
SMBus Alert 内核注释	`kernel/drivers/i2c/i2c-smbus.c`
ARA 设备创建	`kernel/drivers/i2c/i2c-core-smbus.c`
I2C 绑定 interrupt-names	`kernel/Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c.txt`
SMBus 协议说明	`kernel/Documentation/i2c/smbus-protocol.rst`
RK3506 板级 DTS	`kernel/arch/arm/boot/dts/rk3506b-mpu.dtsi`
SMBus 规范	SMBus 1.1+，Appendix / SMBALERT# 章节

文档版本：基于 RK3506 MPU 工程内核与 rk3506b-mpu.dtsi 整理。

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1. SMBus 与 I2C 的关系

2. SMBus Alert 概述

2.1 信号：SMBALERT#

2.2 专用地址：ARA（0x0C）

2.3 与正常访问从设备地址的区别

3. 多从设备同时告警时的仲裁与读取顺序

3.1 规范行为（SMBus 1.1）

3.2 示例：0x58、0x59、0x5a，仅 0x58 与 0x5a 拉线

3.3 读回字节的格式

4. Linux 内核实现

4.1 相关文件

4.2 适配器注册时自动挂载 Alert

4.3 ARA 虚拟设备

4.4 中断处理与循环读 ARA

4.5 从设备驱动要求

5. 设备树配置（RK3506）

5.1 每条 I2C 总线仅一路 `smbus_alert`

5.2 板级示例（`rk3506b-mpu.dtsi`）

5.3 内核配置

6. RK3506 限制说明

7. SMBus Host Notify（扩展，本板不适用）

8. 时序示意（0x58 + 0x5a 同时告警）

9. 调试建议

10. 参考

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1. SMBus 与 I2C 的关系

2. SMBus Alert 概述

2.1 信号：SMBALERT#

2.2 专用地址：ARA（0x0C）

2.3 与正常访问从设备地址的区别

3. 多从设备同时告警时的仲裁与读取顺序

3.1 规范行为（SMBus 1.1）

3.2 示例：0x58、0x59、0x5a，仅 0x58 与 0x5a 拉线

3.3 读回字节的格式

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4.2 适配器注册时自动挂载 Alert

4.3 ARA 虚拟设备

4.4 中断处理与循环读 ARA

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5.1 每条 I2C 总线仅一路 smbus_alert

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6. RK3506 限制说明

7. SMBus Host Notify（扩展，本板不适用）

8. 时序示意（0x58 + 0x5a 同时告警）

9. 调试建议

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