嵌入式 Linux 下 MCP2221 USB 转 UART 芯片的设备树配置与驱动移植

1. 驱动支持确认

• MCP2221 的 Linux 驱动已集成到内核主线（从 v5.6 开始支持）
• 检查内核配置选项：

  Device Drivers  --->
      USB support  --->
          USB Serial Converter support  --->
              <*> Microchip MCP2221 USB-I2C/SMbus bridge
  

  若使用旧内核（<5.6），需手动移植驱动（源码路径：drivers/usb/serial/mcp2221.c）

2. 设备树配置

由于 MCP2221 是 USB 设备，无需额外设备树节点。USB 子系统会自动枚举设备。但需确保：

• USB 主机控制器已启用（如 DWC2）
• 示例 USB 主机控制器配置：

  &usb_otg {
      status = "okay";
      dr_mode = "host";
  };
  
  &usbphy {
      status = "okay";
  };
  

3. 驱动移植步骤（旧内核）

1. 获取驱动源码：

   wget https://raw.githubusercontent.com/torvalds/linux/v5.6/drivers/usb/serial/mcp2221.c
   

2. 集成到内核：
   • 复制到 drivers/usb/serial/
   • 修改 drivers/usb/serial/Kconfig：

     config USB_SERIAL_MCP2221
         tristate "Microchip MCP2221 support"
         depends on USB_SERIAL
         help
           Say Y here to support MCP2221 USB-to-UART/I2C/GPIO converter
     

   • 修改 drivers/usb/serial/Makefile：

     obj-$(CONFIG_USB_SERIAL_MCP2221) += mcp2221.o
     

3. 编译与加载：

   make menuconfig  # 启用 USB_SERIAL_MCP2221
   make modules
   insmod mcp2221.ko
   

4. 功能验证

• 连接设备后查看内核日志：

  dmesg | grep mcp2221
  # 输出示例： usb 1-1.2: mcp2221 converter detected
  

• 确认设备节点：

  ls /dev/ttyACM*  # 通常注册为 /dev/ttyACM0
  

• 测试串口通信：

  echo "test" > /dev/ttyACM0
  minicom -D /dev/ttyACM0
  

5. 关键注意事项

1. 权限问题：

   sudo chmod 666 /dev/ttyACM0  # 临时方案
   # 永久方案：创建 udev 规则 /etc/udev/rules.d/99-mcp2221.rules：
   SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="04d8", ATTRS{idProduct}=="00dd", MODE="0666"
   

2. 波特率限制：
   • 最大支持 2 Mbps（需硬件支持）
   • 设置波特率示例：

     struct termios options;
     cfsetispeed(&options, B2000000);  // 2Mbps
     

3. 电源管理： 在设备树中禁用 USB 自动挂起：

   &usb_otg {
       disable-usb-suspend;
   };
   

6. 故障排查

• 设备未识别：

  lsusb -d 04d8:00dd  # 检查设备ID
  

• 驱动加载失败：

  dmesg | grep "usbserial"  # 检查依赖模块
  modprobe usbserial vendor=0x04d8 product=0x00dd
  

• 通信异常：
  • 检查硬件连接（D+/D- 阻抗匹配）
  • 降低波特率测试（如 115200）

提示：建议使用内核 ≥5.6 以获取完整支持。若需 I²C/GPIO 功能，需额外调用 libmcp2221 用户空间库。