android 红外遥控器实现原理

一、红外遥控器是什么鬼

现有的红外遥控器有两种：一种是PWM（脉冲宽度调制），另外一种是PPM（脉冲位置调制）；

这两种调制方式对应两种编码形式NEC（PWM对应的编码形式）和philips的RC-5，RC-6，RC-7；

说明：Linux内核中，红外驱动仅支持NEC编码格式，所以本文只讨论NEC编码格式的红外遥控器；

1）、PWM（脉冲宽度调制）原理

说是原理，其实说白一点，就是0和1要怎么表示

二进制0表示方法：以脉宽为0.565ms、间隔0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制0

二进制1表示方法：以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制1

2）、红外遥控器产生红外信号原理

红外遥控器产生的0和1红外信号形式如下图：

红外遥控器二进制0调制原理如下图：

说明：38K载波可提高信号抗干扰和传输距离

红外遥控器发送和接收动态原理图如下：

3）、红外遥控器NEC编码原理

NEC编码，说白了，就是规范一窜01数据表示的意义，其实上面提到的0和1的表示也是属于NEC协议规范的

NEC协议数据格式如下图：

说明：一个红外码的周期是108ms，如果长按红外按键不放，会以108ms为周期重复发Repaet（重复码）

（引导码+0.56ms低电平2.25ms高电平组合）

二、Linux内核红外遥控器驱动原理

驱动要干的事情主要是：NEC解码、键码映射、按键上报

1）、NEC解码

NEC解码是通过中断方式处理的，以RTD1296为例分析：

RTD1296红外驱动位于：drivers/soc/realtek/rtd129x/irda/venus_ir.c

驱动代码中irq注册：request_irq(ir_dev->ir_irq, rtk_ir_isr, IRQF_SHARED, "Venus_IR", rtk_ir_isr)

接下来看 rtk_ir_isr 这个中断处理函数

这个函数中并没有NEC软件解码部分，而是直接从寄存器读取红外码（NEC解码是硬件完成的）

我们在来看下RK3288的：

RK3288红外驱动位于：drivers/input/remotectl/rockchip_pwm_remotectl.c

驱动代码中irq注册：devm_request_irq(&pdev->dev, irq, rockchip_pwm_irq,IRQF_NO_SUSPEND, "rk_pwm_irq", ddata);

NEC软解码任务：tasklet_init(&ddata->remote_tasklet, rk_pwm_remotectl_do_something,(unsigned long)ddata);

2）、键码映射

以RTD1296为例：

RTD1296红外驱动位于：drivers/soc/realtek/rtd129x/irda/venus_ir.c

驱动代码中映射函数：venus_ir_IrMessage2Keycode(unsigned int message, unsigned int *p_keycode)

映射表在dts：arch/arm64/boot/dts/realtek/rtd-1295-irT377.dtsi 中指明

3）、按键上报

按键上报调用Linux 内核标准API：input_report_key(struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)

// value 1表示按键按下 0表示按键弹起

三、Android层红外键码处理原理

android framework成会去获取键码

代码位于：frameworks/native/services/inputflinger/EventHub.cpp 的 getEvents

input_event& iev = readBuffer[i] 获取Linux 内核上报的键码

scanDevicesLocked() 主要是扫描/dev/input下输入设备，并加载键码映射表

loadKeyMapLocked(device) 加载键码映射表

说明：键码映射表KeyLayout File 文件格式 Vendor_vendor_Product_product.kl 或 name.kl

文件放置于固件out/.../system/usr/keylayout/ 下

再上去最后会到 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/policy/PhoneWindowManager.java

函数interceptKeyBeforeQueueing（）做具体的业务处理

至此，android红外遥控器实现原理结束。

四、Android层红外码获取详解

1）、先以getevent 命令说起：

代码位于：android/system/core/toolbox/getevent.c

功能：不断读取/dev/input/* 下设备事件

2）、再来看看，android EventHub是怎么获取/dev/input/* 下设备事件

代码位于：android/frameworks/native/services/inputflinger/EventHub.cpp

EventHub::getevents分析：

int pollResult = epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);

epoll_wait利用linux INotify+Epoll原理监听 /dev/input/*下目录变化

if (eventItem.events & EPOLLIN) {
int32_t readSize = read(device->fd, readBuffer,
sizeof(struct input_event) * capacity);

}

read 读取 /dev/input/inputx 内容

3）、在EventHub 之上的是 InputReader

再查找EventHub被谁调用： find ./framework -name "*.cpp" |grep -v EventHub |xargs grep EventHub

./native/services/inputflinger/InputReader.cpp:InputReader::InputReader(const sp<EventHubInterface>& eventHub,
./native/services/inputflinger/InputReader.cpp:        mContext(this), mEventHub(eventHub), mPolicy(policy),
./native/services/inputflinger/InputReader.cpp:    size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);
.
.
.
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:        const sp<EventHubInterface>& eventHub,
./base/services/core/jni/com_android_server_input_InputManagerService.cpp:    sp<EventHub> eventHub = new EventHub();



1、发现 InputReader.cpp 调用了EventHub getEvents
2、com_android_server_input_InputManagerService.cpp 实例化 EventHub

InputReader::loopOnce() 调用 getEvents

bool InputReaderThread::threadLoop() {

mReader->loopOnce();

return true;

}

再查找InputReader又是被谁调用的： find ./ -name "*.cpp" |grep -v InputReader |xargs grep InputReader

./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:        const sp<InputReaderPolicyInterface>& readerPolicy,
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:    mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:        const sp<InputReaderInterface>& reader,
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:    mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:    result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:        ALOGE("Could not start InputReader thread due to error %d.", result);
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:        ALOGW("Could not stop InputReader thread due to error %d.", result);
./native/services/inputflinger/InputManager.cpp:sp<InputReaderInterface> InputManager::getReader() {

InputReader 和 InputReaderThread 都在 InputManager 中被实例化

再InputManager 中

void InputManager::initialize() {

mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);

mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);

}

找到了InputDispatcherThread， InputReaderThread获取到的数据会交给InputDispatcherThread（InputDispatcher）处理

4）、从InputReader到InputDispatcher

代码位于： ./android/framework/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp

待续...

adb调试相关命令：

cat /proc/bus/input/devices 查看input设备

dumpsys input 查看按键设备对应的键值映射表