firmware-test/project/ble_peripheral/ble_app_bladder_patch/i2c_manager.c

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 * @file    i2c_manager.c
 * @brief   Reliable HW↔SW I2C Switching Logic (with Mode Set Logging)
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 * [모듈 개요]
 * I2C 버스의 HW(하드웨어 TWI) / SW(소프트웨어 비트뱅) 모드 전환을 관리하는 모듈.
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 * - HW I2C: nRF52840 내장 TWI 하드웨어 주변장치를 사용 (ICM42670P IMU 센서 통신용, 400kHz)
 * - SW I2C: GPIO 비트뱅 방식의 소프트웨어 I2C (현재 사용하지 않는 레거시 코드)
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 * [핀 설정]
 *   SCL = P1.14 (ICM42670_I2C_SCL_PIN)
 *   SDA = P1.15 (ICM42670_I2C_SDA_PIN)
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 * [주요 함수]
 *   hw_i2c_init_once() : SW→HW 전환 또는 HW 초기화 (이미 HW 모드면 중복 초기화 방지)
 *   sw_i2c_init_once() : HW→SW 전환 (TWI 해제 후 SW 모드 진입, 레거시)
 *   i2c_reset_state()  : 모든 I2C 모드 플래그를 초기화 (HW/SW 모두 false)
 *
 * [동작 원리]
 *   HW_I2C_FRQ, SW_I2C_FRQ 두 개의 bool 플래그로 현재 모드를 추적하며,
 *   한 번에 하나의 모드만 활성화되도록 상호 배제(mutex) 방식으로 관리한다.
 *   모드 전환 시 기존 모드의 리소스를 먼저 해제한 후 새 모드를 초기화한다.
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 ******************************************************************************/

#include "i2c_manager.h"
#include "debug_print.h"
#include "nrf_delay.h"

#include "nrf_drv_twi.h"
#include "nrfx_twi.h"
#include "boards.h"
#include "system_interface.h"

/* 현재 I2C 모드 상태 플래그 (true = 해당 모드 활성화) */
bool HW_I2C_FRQ = true;   /* HW TWI 모드 활성 여부 (기본값: true, 초기 상태는 HW) */
bool SW_I2C_FRQ = false;   /* SW 비트뱅 모드 활성 여부 */

/* TWI 인스턴스 번호 (nRF52840은 TWI0, TWI1 두 개 지원) */
#define TWI_INSTANCE 0

/* TWI (I2C) 하드웨어 인스턴스 : IMU 드라이버에서 사용 - jhChun 26.03.16 */
const nrfx_twi_t m_twi = NRFX_TWI_INSTANCE(TWI_INSTANCE);

/* TWI (I2C) 해제 - jhChun 26.03.16 */
/* TWI 하드웨어를 비활성화하고 초기화 해제하여 GPIO 핀을 반환한다 */
static void twi_uninitialize(void){
    nrfx_twi_disable(&m_twi);   /* TWI 주변장치 비활성화 */
    nrfx_twi_uninit(&m_twi);    /* TWI 초기화 해제 (핀 리소스 반환) */
}

/* TWI (I2C) 하드웨어 초기화 (SCL/SDA핀, 400kHz) - jhChun 26.03.16 */
/* SCL, SDA 핀을 설정하고 400kHz Fast Mode로 TWI를 초기화 및 활성화한다 */
static void twi_initialize(void){
    ret_code_t err_code;

    /* TWI 설정 구조체: 핀 번호, 클럭 속도, 인터럽트 우선순위 지정 */
    const nrfx_twi_config_t twi_config = {
       .scl                = ICM42670_I2C_SCL_PIN,       /* SCL 핀 (P1.14) */
       .sda                = ICM42670_I2C_SDA_PIN,       /* SDA 핀 (P1.15) */
       .frequency          = NRF_TWI_FREQ_400K,          /* 400kHz Fast Mode */
       .interrupt_priority = APP_IRQ_PRIORITY_HIGH,      /* 높은 인터럽트 우선순위 */
    };

    /* TWI 초기화 (이벤트 핸들러 NULL = 블로킹 모드) */
    err_code = nrfx_twi_init(&m_twi, &twi_config, NULL, NULL);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    nrfx_twi_enable(&m_twi);   /* TWI 주변장치 활성화 → I2C 통신 가능 */
}

/* -------------------------------------------------------------------------- */
/* HW (TWI) 초기화                                                            */
/* -------------------------------------------------------------------------- */
/*
 * HW I2C 모드로 전환하거나 초기화하는 함수.
 * - SW 모드가 활성화되어 있으면 SW 플래그를 해제하고 HW로 전환
 * - 이미 HW 모드이면 중복 초기화를 방지하여 바로 리턴
 * - 최초 HW 초기화 시 twi_initialize()를 호출하여 TWI 하드웨어 설정
 */
void hw_i2c_init_once(void)
{
    // SW 모드일 경우 강제 해제 후 HW 전환
    if (SW_I2C_FRQ)
    {
        //DBG_PRINTF("[I2C]SW→HW\r\n");

        // SW 리소스 해제 (필요 시 추가)
        SW_I2C_FRQ = false;
        nrf_delay_ms(2);   /* 모드 전환 안정화 대기 (2ms) */
    }

    /* 이미 HW 모드가 활성화되어 있으면 중복 초기화 방지를 위해 즉시 리턴 */
    // 이미 HW면 스킵
    if (HW_I2C_FRQ)
    {
       // DBG_PRINTF("[I2C] HW I2C set\r\n");
        return;
    }

    /* HW TWI 하드웨어 초기화 수행 (SCL/SDA 핀 설정, 400kHz, 활성화) */
    // 실제 HW 초기화
    twi_initialize();
    nrf_delay_ms(2);   /* 초기화 후 안정화 대기 (2ms) */

    /* 모드 플래그 갱신: HW 활성, SW 비활성 */
    HW_I2C_FRQ = true;
    SW_I2C_FRQ = false;

 //   DBG_PRINTF("[I2C] HW I2C Mode set!\r\n");
}

/* -------------------------------------------------------------------------- */
/* SW (Port Bang-Bang) 초기화                                                 */
/* -------------------------------------------------------------------------- */
/*
 * SW I2C(비트뱅) 모드로 전환하는 함수. (현재 레거시, 사용하지 않음)
 * - HW 모드가 활성화되어 있으면 TWI를 해제하고 SW로 전환
 * - 이미 SW 모드이면 중복 초기화를 방지하여 바로 리턴
 * - power_control.c의 power_loop()에서 Step 0에서 호출됨
 */
void sw_i2c_init_once(void)
{
    // HW 모드일 경우 강제 해제 후 SW 전환
    if (HW_I2C_FRQ)
    {
        //DBG_PRINTF("[I2C]HW→SW\r\n");

        nrfx_twi_disable(&m_twi);   /* TWI 비활성화 */
        nrfx_twi_uninit(&m_twi);    /* TWI 초기화 해제 */
        nrf_delay_ms(2);             /* 모드 전환 안정화 대기 (2ms) */

        HW_I2C_FRQ = false;
    }

    // 이미 SW 모드면 재실행 금지
    if (SW_I2C_FRQ)
    {
       // DBG_PRINTF("[I2C] SWI2C already initialized\r\n");
        return;
    }

    /* TWI 라인 완전 해제 후 SW 비트뱅 모드 진입 */
    // 실제 SW 초기화
    twi_uninitialize(); // TWI 라인 해제
    nrf_delay_ms(1);    /* 해제 후 안정화 대기 (1ms) */

    /* 모드 플래그 갱신: SW 활성, HW 비활성 */
    SW_I2C_FRQ = true;
    HW_I2C_FRQ = false;

   // DBG_PRINTF("[I2C] SW I2C Mode set!\r\n");
}

/* -------------------------------------------------------------------------- */
/* 전체 리셋                                                                 */
/* -------------------------------------------------------------------------- */
/*
 * 모든 I2C 모드 플래그를 초기화하는 함수.
 * HW/SW 모두 비활성 상태로 만들어, 다음 init 호출 시 강제로 재초기화되도록 한다.
 * 주로 시스템 리셋이나 에러 복구 시 사용.
 */
void i2c_reset_state(void)
{
    HW_I2C_FRQ = false;   /* HW 모드 플래그 초기화 */
    SW_I2C_FRQ = false;   /* SW 모드 플래그 초기화 */
    DBG_PRINTF("Flags reset\r\n");
}