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概述

芯片规格书下载链接：
CH9434DS1.PDF - 南京沁恒微电子股份有限公司
CH9432DS1.PDF - 南京沁恒微电子股份有限公司
CH9438DS1.PDF - 南京沁恒微电子股份有限公司
CH9437DS1.PDF - 南京沁恒微电子股份有限公司
Linux驱动下载链接: ch9434ser_linux
此资料包包含以下部分: Linux系统SPI/I2C/UART控制接口转SERIAL/CAN/GPIO设备驱动程序、GPIO应用库与演示程序.
适用于如下芯片的接口扩展功能:

注意: CH432芯片FIFO缓冲区较小, 且不支持SPI连续传输, 对于Linux系统平台19200bps及以上的应用, 建议选择CH943X系列芯片.

1 硬件准备

1、SPI/I2C/UART接线方式、电源、时钟、主控接口配置等, 可参考芯片对应的EVT原理图；
2、中断功能(INT#引脚)为必要功能, 必须和SOC主机的中断IO连接

2 驱动移植

快速入门: 如果你是第一次使用, 请按以下步骤操作:

1. 在ch943x_cfg.h中选择控制接口（SPI/I2C/SERIAL）和时钟模式
2. 在 DTS 中配置 SPI/I2C 设备节点（含中断IO）, 详见 2.3
3. 编译驱动: 修改 Makefile 中的KERNEL_DIR和CROSS_COMPILE, 然后执行make
4. 加载驱动:insmod ch943x-module.ko
5. 查看日志:dmesg | grep ch943x确认驱动加载成功

2.1 相关功能配置

注: 当前为单芯片适配方式, 即: Linux SPI/I2C主机仅连接1颗扩展芯片, 多芯片适配方式参考第3章
对于CH9434D/CH9438F/CH9437F/CH9432D芯片, 引脚之间存在功能复用, 需要根据实际使用需求在ch943x_cfg.h文件中修改适配, 同时也可配置中断IO的获取方式等, 具体修改方式如下:

2.1.1 配置驱动调试信息

若需要在加载驱动时输出调试日志, 在ch943x_cfg.h中无需额外配置, 直接在加载驱动时传递参数即可, 详见 2.5 驱动日志打印。

2.1.2 配置中断IO

声明如下宏之一, 用来指定中断IO的获取方式:
USE_IRQ_FROM_DTS: 表示在DTS文件中指定中断IO
GPIO_NUMBER: 表示指定中断IO对应的GPIO引脚号

示例:

/* 在DTS文件中指定中断IO */ #define USE_IRQ_FROM_DTS /* 如果DTS文件未定义中断IO, 则需要定义GPIO_NUMBER宏, 并指定与中断IO相对应的GPIO引脚号, 通常可以在 /sys/class/gpio/ 目录中查看该信息 */ #ifndef USE_IRQ_FROM_DTS #define GPIO_NUMBER (0) #endif

注意: 在Linux/安卓系统应用芯片时, 中断IO为必要配置

2.1.3 配置控制接口

在选择芯片的控制接口时, 可以声明如下宏之一, 用来指定芯片的控制接口:
USE_SPI_MODE: SPI接口
USE_I2C_MODE: I2C接口
USE_SERIAL_MODE: 串口接口

示例:

#define USE_SPI_MODE /* 使用SPI接口 */

如果使用串口作为控制接口(仅CH9437F芯片支持), 则需要指定主控串口设备路径和波特率, 示例:

#define USE_SERIAL_MODE #ifdef USE_SERIAL_MODE #define CTRLUART_PATH "/dev/ttyS3" /* 表示使用SOC的/dev/ttyS3串口作为主控接口连接CH9437扩展7路UART */ #define CTRLUART_BAUD 4000000 /* 表示SOC的/dev/ttyS3串口波特率配置为4Mbps */ #endif

如果系统的Linux内核版本大于5.17, 在加载ch943x驱动之前, 需要使用stty命令或通用串口应用程序配置一次主控串口的参数, 示例:

stty-F/dev/ttyS31000000raw-echo-echoe-echok-echoctl-echoke

2.1.4 配置时钟

对于CH9434D/CH9438F/CH9437F/CH9432D芯片, 支持内部时钟或外部时钟模式, 声明如下宏之一, 用来指定芯片时钟:
INTERNAL_CLOCK: 内部时钟
EXTERN_CLOCK: 外部时钟

示例:

#defineINTERNAL_CLOCK

2.1.5 配置TNOW使能

什么是TNOW?TNOW是芯片的RS485收发方向控制引脚。当串口工作在RS485半双工模式时, TNOW引脚会自动控制外部RS485电平转换芯片的收发方向: 发送数据时自动拉高, 发送完成后恢复低电平。

使用RS485串行端口通信时, 声明CH943X_TNOWX_ON宏, 表示启用TNOWx引脚, 示例:

#define CH943X_TNOW0_ON /* 启用TNOW0 */ #define CH943X_TNOW1_ON /* 启用TNOW1 */ #define CH943X_TNOW2_ON /* 启用TNOW2 */ #define CH943X_TNOW3_ON /* 启用TNOW3 */ ...

2.1.6 配置CAN使能

对于CH9434D芯片, 支持CAN接口, 声明CH9434D_CAN_ON宏表示启用CAN接口

#define CH9434D_CAN_ON

2.2 编译驱动程序

Makefile示例

KERNEL_DIR=xxx # Linux内核绝对路径 ARCH=xxx CROSS_COMPILE=xxx # 指定交叉编译工具链 export ARCH CROSS_COMPILE DRIVERNAME := ch943x-module obj-m := $(DRIVERNAME).o $(DRIVERNAME)-y := ch943x_core.o ch943x_comm.o ch943x_uart.o ch943x_can.o all: $(MAKE) EXTRA_CFLAGS=-fno-pic -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) modules .PHONY:clean clean: $(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) clean

说明:EXTRA_CFLAGS=-fno-pic用于禁用位置无关代码(PIC)编译选项, 在某些 ARM 平台上编译内核模块时需要此标志, 否则可能报unexpected reloc type错误。如果你的编译环境无此问题, 可去掉此选项。

2.3 配置DTS

SPI接口dts示例:

&spiX{ status = "okay"; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <xxx>; pinctrl-1 = <xxx>; cs-gpios = <xxx>; ch943x@0 { compatible = "wch,ch943x"; reg = <0>; spi-max-frequency = <2000000>; interrupt-parent = <&gpiox>; /* 指定中断IO */ interrupts = <xxx IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>; }; };

I2C接口dts示例:

&i2c0{ status = "okay"; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <xxx>; #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; clock-frequency = <1000000>; ch943x@xx { compatible = "wch,ch943x"; reg = <xx>; interrupt-parent = <&gpiox>; /* 指定中断IO */ interrupts = <xxx IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>; status = "okay"; }; };

注意: 需要在dts文件中指定CH943X芯片所在的总线类型(SPI/I2C)、片选IO、时钟频率、中断IO等。不同SOC平台的dts语法、节点命名方式等可能有差异, 应以实际为准, 或参考SOC平台的SDK资料。

DTS 是什么?DTS (Device Tree Source) 是 Linux 系统中用于描述硬件拓扑的配置文件。驱动通过读取 DTS 中的compatible = "wch,ch943x"来匹配设备。如果你不熟悉 DTS, 可先参考芯片厂商提供的 BSP/SDK 中已有的 SPI/I2C 设备节点写法。

串口(SERIAL)接口模式无需 DTS 配置, 但需要通过platform_device注册设备, 示例:

/* 在板级文件中注册 platform_device, 以 CH9437F 串口模式为例 */staticstructplatform_devicech943x_device={.name="ch943x",.id=0,/* 多芯片时用于区分不同芯片 */};

2.4 加载驱动

执行insmod ch943x_module.ko即可加载驱动程序, 此处仅展示驱动程序动态编译方式, 静态编译可参考各SoC厂商SDK相关说明.

加载驱动模块 root@user:~# insmod ch943x-module.ko 以CH9434A为例,驱动正常加载后,系统日志中会输出如下信息 [20399.782346] ch943x_module: SPI/I2C/SERIAL to SERIAL/CAN/GPIO driver for CH9434/CH9438/CH9437/CH9432. [20399.782358] ch943x_module: V1.7 On 2026.07 [20399.783682] ch943x_spi spi3.0: CHIP TYPE:CH9434A - V1.3 [20399.984664] ch943x_spi spi3.0: ttyCH943X0: uart device [20399.985088] ch943x_spi spi3.0: ttyCH943X1: uart device [20399.985739] ch943x_spi spi3.0: ttyCH943X2: uart device [20399.987878] ch943x_spi spi3.0: ttyCH943X3: uart device [20399.987891] ch943x_spi spi3.0: Registered GPIOs from 507 to 510 [20399.993565] ch943x_spi spi3.0: ch943x_iodev0: character device

2.5 驱动日志打印

加载驱动时增加如下参数, 可开启驱动日志打印, 用于调试.

insmod ch943x-module.kodrv_debug_enable=1或 insmod ch943x-module.kodrv_debug_enable=2

执行如下命令, 可以动态开启或关闭驱动日志打印

echo2>/sys/module/ch943x_module/parameters/drv_debug_enableecho0>/sys/module/ch943x_module/parameters/drv_debug_enable

3 多芯片应用适配方法

注意: 单芯片应用场景, 可忽略本章.
多芯片应用场景, 包括单SPI/I2C主机级联多个芯片、多SPI/I2C主机连接多芯片、多个控制串口连接多个芯片等, 具体适配方式如下:
在ch943x_cfg.h文件中, 增加MULTI_CHIP_MODE宏声明, 然后根据具体的项目需求, 配置要使用的IO引脚使能, 然后修改驱动程序源码.

#define MULTI_CHIP_MODE

3.1 SPI接口模式

单SPI主机应用:
修改ch943x_comm.c中ch943x_io_enable函数, 根据SPI从机或CS索引号区分芯片, 并根据实际应用需求配置引脚功能复用, 示例:

intch943x_io_enable(structch943x*s){inti;#ifdefUSE_SPI_MODEif(s->spi_dev->chip_select==0){/* CH943X 芯片#0 */s->tnow_enable_bits=0x0f;/* BIT0-7表示TNOW0-7启用或禁用(1:启用 0:禁用) */s->extern_clock_on=false;/* 使用内部或外部时钟(true:外部时钟 false:内部时钟) */s->can_on=false;/* 启用或禁用CAN功能(true:启用 false:禁用) */}elseif(s->spi_dev->chip_select==1){/* CH943X 芯片#1 */s->tnow_enable_bits=0x00;s->extern_clock_on=false;s->can_on=false;}#elifdefined(USE_I2C_MODE)...#elifdefined(USE_SERIAL_MODE)...#endif...}

多SPI主机应用:
修改ch943x_comm.c中ch943x_io_enable函数, 可根据SPI总线索引区分芯片, 并根据实际应用需求配置引脚功能复用, 示例:

intch943x_io_enable(structch943x*s){inti;#ifdefUSE_SPI_MODEif(s->spi_dev->master->bus_num==0){/* 同上示例程序 */}elseif(s->spi_dev->master->bus_num==1){}#elifdefined(USE_I2C_MODE)...#elifdefined(USE_SERIAL_MODE)...#endif...}

3.2 I2C接口模式

单I2C主机应用
修改ch943x_comm.c中ch943x_io_enable函数, 可根据I2C从机地址区分芯片, 并根据实际应用需求配置引脚功能复用, 示例:

intch943x_io_enable(structch943x*s){inti;#ifdefUSE_SPI_MODE...#elifdefined(USE_I2C_MODE)if(s->i2c->addr==0x2a){/* 同3.1示例程序 */}elseif(s->i2c->addr==0x2b){}#elifdefined(USE_SERIAL_MODE)...#endif...}

多I2C主机应用
修改ch943x_comm.c中ch943x_io_enable函数, 可根据I2C主机总线索引区分芯片, 并根据实际应用需求配置引脚功能复用, 示例:

intch943x_io_enable(structch943x*s){inti;#ifdefUSE_SPI_MODE...#elifdefined(USE_I2C_MODE)if(s->i2c->adapter->nr==0){/* 同3.1示例程序 */}elseif(s->i2c->adapter->nr==1){}#elifdefined(USE_SERIAL_MODE)...#endif...}

3.3 串口接口模式

多串口分别连接多个CH9437芯片应用时, 修改ch943x_core.c文件的ctrluart_init函数, 可根据platform_device的id字段区分芯片, 然后分别指定要使用的控制接口, 示例:

staticintctrluart_init(structch943x*s){intret;u8 data;#ifdefMULTI_CHIP_MODE/** * Distinguish the control serial ports based on the id field of the platform_device. * SERIAL mode example for adapting to multi-chip(CH9437): * * Only after adding the above code can the following filp_open function be executed. */if(s->pdev->id==0){snprintf(s->ctrluart_path,sizeof(s->ctrluart_path),"ttyS3");s->ctrluart_baud=4000000;}elseif(s->pdev->id==1){snprintf(s->ctrluart_path,sizeof(s->ctrluart_path),"ttyS4");s->ctrluart_baud=4000000;}elseif(s->pdev->id==2){...}...#else...#endif/* MULTI_CHIP_MODE */...}

然后修改ch943x_comm.c中ch943x_io_enable函数, 可根据platform_device的id字段区分芯片, 并根据实际应用需求配置引脚功能复用, 示例:

intch943x_io_enable(structch943x*s){inti;#ifdefUSE_SPI_MODE...#elifdefined(USE_I2C_MODE)...#elifdefined(USE_SERIAL_MODE)if(s->pdev->id==0){/* 同3.1示例程序 */}elseif(s->pdev->id==1){}#endif...}

4 功能验证

4.1 GPIO

4.1.1 方式1: 通过sysfs控制GPIO

加载驱动后, 查看内核日志, 可以看到驱动程序申请的GPIO编号范围（如下例中的Registered GPIOs from 507 to 510, 其中507即为GPIO的起始编号 base）:

[ 37.815731] ch943x_module: ch943x driver exit. [ 48.381814] ch943x_module: SPI/I2C/UART to SERIAL/CAN/GPIO driver for CH9434/CH9438/CH9437/CH9432, etc [ 48.381825] ch943x_module: V1.7 On 2026.07 [ 48.384042] ch943x spi3.0: CHIP TYPE:CH9434D - V1.1 [ 48.596156] ch943x spi3.0: ttyCH943X0: uart device [ 48.599206] ch943x spi3.0: ttyCH943X1: uart device [ 48.602225] ch943x spi3.0: ttyCH943X2: uart device [ 48.619113] ch943x spi3.0: ttyCH943X3: uart device [ 48.638197] ch943x spi3.0: Registered GPIOs from 507 to 510 [ 48.644906] ch943x spi3.0: ch943x_iodev0: character device

或在/sys/class/gpio/目录中也可以看到新生成的 gpiochip 文件（gpiochip507中的 507 即为GPIO基地址）:

root@user:~# cd /sys/class/gpio/root@user:/sys/class/gpio# lsexportgpiochip507 unexport

提示: 上面日志中Registered GPIOs from 507 to 510表示GPIO编号范围是 507~510（共4个GPIO）。操作时echo 507 > export中的 507 需要替换为你实际日志中显示的起始编号。

操作命令

导出GPIO（将507替换为你的实际GPIO基地址）:cd/sys/class/gpio/&&echo507>export&&cdgpio507 设置方向:echoout>direction 查看方向:catdirection 设置输出:echo1>value 或echo0>value 查看输入状态:catvalue 取消导出:cd/sys/class/gpio/&&echo507>unexport

4.1.2 方式2: 通过调用GPIO接口库控制GPIO

接口调用流程:
step1: 打开设备节点文件, 调用open("/dev/ch943x_iodevX", O_RDWR);
step2: 启用GPIO, 调用ch943x_single_gpioenable;
step3: 配置GPIO方向和电气属性, 调用ch943x_single_gpioconfig;
step4: 输出高/低电平或读取输入状态, 调用ch943x_single_gpioset或ch943x_single_gpioget;
step5: 禁用GPIO, 调用ch943x_single_gpioenable;
step6: 关闭设备节点文件, 调用close

gpio_demo程序使用方式:

编译: gcc ch943x_gpio_lib.c ch943x_gpio_demo.c -o demo 执行: root@user:~/ch943x_gpio_lib# ./demo /dev/ch943x_iodev0 0 *************************************************** Enter the following command to control the GPIO0: e - enable GPIO d - disable GPIO o - set direction output i - set direction input h - set gpio high l - set gpio low g - get gpio value q - exit app *************************************************** 输入参数说明: e:使能GPIO d:禁用GPIO o:设置方向为输出 i:设置方向为输入 h:输出高电平 l:输出低电平 g:获取输入电平 q:退出程序

4.2 UART功能

驱动加载成功后, 在/dev/目录会出现多个串口设备节点（如 /dev/ttyCH943X0, /dev/ttyCH943X1 …）, 然后即可调用系统API来操作串口.
Linux系统串口应用程序开发参考:
Linux串口应用开源项目tty_uart链接: https://github.com/WCHSoftGroup/tty_uart

4.3 RS485功能

CH943X芯片的串口为TTL电平, 在实现半双工 RS485 串口时需要外接RS485电平转换芯片, 设计中需要有信号来控制 RS485 转接芯片的发送和接收使能端, 即TNOW引脚（TNOW功能配置方式参考2.1.5节）.
开启TNOW功能后, 该引脚默认为低电平, 当串口处于发送状态时会自动拉高处于有效状态, 发送完成再恢复低电平.

4.4 CAN功能

加载驱动后, 执行ifconfig -a命令可查看新创建的CAN设备

root@user:~# ifconfig -acan0:flags=128<NOARP>mtu16unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen10(未指定)RX packets0bytes0(0.0B)RX errors0dropped0overruns0frame0TX packets0bytes0(0.0B)TX errors0dropped0overruns0carrier0collisions0

基本通信功能验证

初始化CAN接口 root@user:~# ip link set can0 type can bitrate 1000000root@user:~# ifconfig can0 up发送数据 root@user:~# cansend can0 5A1#11.22.33.44.55.66.77.88接收数据 root@user:~# candump can0can0 06A5EE64[8]715B507655C22263

5 CH432驱动适配方法

该驱动程序兼容CH432芯片（SPI转2路串口）。CH432功能较简单, 仅需编译ch432_uart.c文件即可, 无需ch943x_cfg.h中的大部分配置。

注意: CH432芯片FIFO缓冲区较小, 且不支持SPI连续传输。对于Linux系统平台19200bps及以上的应用, 建议选择CH943X系列芯片。

Makefile示例:

KERNEL_DIR=xxx # Linux内核绝对路径 ARCH=xxx CROSS_COMPILE=xxx # 指定交叉编译工具链 export ARCH CROSS_COMPILE DRIVERNAME := ch432-module obj-m := $(DRIVERNAME).o $(DRIVERNAME)-y := ch432_uart.o all: $(MAKE) EXTRA_CFLAGS=-fno-pic -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) modules .PHONY:clean clean: $(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) clean

同第1章介绍的驱动加载流程, 加载驱动后可创建出2个串口设备.

6 常见问题解决方法

1、主控接口通信测试失败
加载驱动时, 如果系统日志输出如下报错信息, 表示主控接口和芯片的通信测试失败.

[ 3220.226947] ch943x_module: SPI/I2C/UART to SERIAL/CAN/GPIO driver for CH9434/CH9438/CH9437/CH9432, etc [ 3220.226958] ch943x_module: V1.7 On 2026.07 [ 3220.227443] ch943x spi3.0: gpio_to_irq:110 [ 3220.227558] ch943x spi3.0: ch943x_probe irq:110 [ 3220.227568] ch943x spi3.0: ch943x_hw_test [ 3220.227699] ch943x spi3.0: ch943x_reg_write 87 55 [ 3220.227748] ch943x spi3.0: ch943x_reg_read 07 00 [ 3220.227753] ch943x spi3.0: Hardware transfer test Failed. [ 3220.227814] ch943x spi3.0: ch943x_probe error [ 3220.227879] ch943x: probe of spi3.0 failed with error -5

排查方法

• 检查SPI/I2C的接线方式
  SPI: MOSI连接SDI, MISO连接SDO, CLK和CS对应连接
  I2C: SDA和SCL对应连接

• 检查芯片工作状态
  芯片正常供电后, 如果使用外部时钟, 则检查晶振是否启振；
  CH9434A/M: VDD=VCC=3.3V, Vcore=1.05V左右, XI=XO=300mV左右, 串口IO电压=VCC=3.3V
  CH9434D/CH9432D: 串口IO电压=VCC(1.8V~3.6V)
  CH9437F/CH9438F: VCC(1.8V~3.6V), 串口IO电压=VIO

• 检查原理图设计
  可参考评估板原理图

• 检查硬件时序
  抓SPI/I2C时序, 检查实际的时序格式是否符合芯片要求.

2、/dev中未出现串口节点
串口设备节点由该驱动程序主动创建, 如果未出现, 则是初始化期间有出现错误,应查看系统日志查看返回错误位置.

3、中断处理函数(ch943x_ist)没有执行
执行串口发送或芯片串口接收时, 芯片的INT#脚会自动发出(低电平)中断信号；

可以用示波器或逻辑分析仪验证, 应用软件执行串口发送后, 如果芯片的INT#脚已经发出中断信号, 但驱动程序的中断处理函数 ch943x_ist 没有执行, 则可能的原因:

• 中断IO配置有误, 如: dts里配置的中断IO和实际用的不匹配. 可手动拉低CPU端的中断IO验证, 看 ch943x_ist 函数是否执行；
• 如果中断IO经过了电平转换, 如3.3V转1.8V, 建议用示波器分别测量电平转换前和转换后的INT#引脚时序状态, 确认中断信号经过电平转换后是否正常.

4、串口波特率和传输速率的区别

• 串口波特率
  也称比特率, 常用表示单位为bps（比特每秒, 1秒钟可传输的bit总数）. 以9600波特率为例: 1秒钟串口信号线可以传输9600个bit位, 1个位所需时间就是1/9600秒约104us, 芯片支持多少波特率由芯片本身和串口基准时钟决定.

• 传输速率
  传输速率是指串口在连续传输时的平均速度, 一般等于字节数/单位时间.
  传输速率大小和多个因素有关, 如SPI/I2C的传输效率、主机端驱动程序的处理速度、CPU处理性能等, 驱动程序是通过中断处理串口发送和接收的. 因存在以上限制, 实际应用阶段可能存在性能不及理论预期的情况, 如需要支持连续的高速率传输, 建议优先选择FIFO容量更大, 控制接口更高速的转接型号.

• 推荐的产品优先级选型:

  • SPI接口扩展: CH9432D/CH9434D/CH9438F
  • I2C接口扩展: CH9432D/CH9434D/CH9437F