Linux IIO驱动框架解析与传感器数据采集实践

1. Linux IIO驱动框架概述

在嵌入式Linux开发中，传感器数据采集是个永恒的话题。IIO（Industrial I/O）子系统作为Linux内核的标准组件，专门用于处理各类模拟传感器和数模转换设备。从简单的加速度计到复杂的环境传感器集群，IIO提供了一套统一的接口规范。

我最初接触IIO是在一个工业物联网项目中，需要同时采集12路温度传感器的数据。当时尝试过自己写字符设备驱动，很快就被采样率同步、数据格式转换这些问题搞得焦头烂额。直到发现内核里现成的IIO框架，才意识到轮子真的不用重造。

2. IIO核心架构解析

2.1 设备树绑定与硬件抽象

IIO驱动的起点永远是设备树。以常见的MPU6050陀螺仪为例，一个标准的设备树节点看起来是这样的：

dts复制mpu6050@68 {
    compatible = "invensense,mpu6050";
    reg = <0x68>;
    interrupt-parent = <&gpio1>;
    interrupts = <14 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
    mount-matrix = "0", "-1", "0",
                   "-1", "0", "0",
                   "0", "0", "-1";
};

关键点在于mount-matrix属性，它定义了传感器在设备中的物理安装方向。这个3x3矩阵会在驱动中转换为旋转矩阵，确保无论传感器怎么安装，最终输出的加速度和角速度数据都是基于设备坐标系的。

2.2 通道(Channel)与属性(Attribute)

IIO设备的每个数据源都对应一个通道。以光传感器为例，通常会有：

c复制static const struct iio_chan_spec light_channels[] = {
    {
        .type = IIO_LIGHT,
        .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
                             BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
        .channel = 0,
    },
    {
        .type = IIO_INTENSITY,
        .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),
        .channel = 1,
        .modified = 1,
        .channel2 = IIO_MOD_LIGHT_IR,
    }
};

这里定义了两个通道：可见光强度和红外光强度。`info_mask_se