ZephyrRTOS RT1010-EVK I2S 驱动使能实操：设备树配置 + 驱动适配流程

NXP RT1010-EVK 在 ZephyrRTOS 中启用 I2S 驱动，核心是通过设备树 Overlay 扩展硬件配置、修改 SAI 时钟初始化函数适配硬件差异，配合 Zephyr 标准化驱动模型实现音频输出。本文基于官方示例工程samples/drivers/i2s/output，详解从环境搭建到信号验证的完整步骤，帮助开发者快速上手 Zephyr 外设驱动配置，适用于 RT1010 系列音频传输场景。

1. 核心目标与环境准备

1.1 技术目标

• 基于 ZephyrRTOS 4.2 + 版本，启用 RT1010-EVK 的 SAI1（I2S 兼容接口）；
• 输出正弦波音频数据流，无需外部 Codec，通过 I2S 接口直接发送；
• 实现应用层与底层硬件解耦，复用 Zephyr 标准化 I2S 驱动接口。

1.2 软硬件环境

• 硬件：NXP RT1010-EVK 开发板（仅支持 SAI1、SAI3，无 SAI2）；
• 软件：VS Code + MCUXpresso for VS Code 插件（简化 Zephyr 环境搭建）；
• 依赖资源：Zephyr SDK、RT1010-EVK 对应 Zephyr 板级支持包（BSP）；
• 验证工具：串口终端（查看日志）、信号分析仪（验证 I2S 输出波形）。

2. ZephyrRTOS 核心优势（驱动配置基础）

• 统一设备模型：上层应用无需关注硬件细节，通过标准化 I2S 接口调用，可移植性强；
• 模块化配置：通过 Kconfig 和设备树 Overlay 精准启用功能，减少冗余代码；
• 丰富硬件支持：NXP RT 系列全系列适配，官方提供完善 BSP，降低移植成本。

3. 分步实现流程（重点实操）

2.1 开发环境搭建

（1）快速搭建 Zephyr 环境

• 安装 VS Code 及 MCUXpresso for VS Code 插件；
• 参考官方指南配置 Zephyr SDK（链接：https://docs.zephyrproject.org/latest/develop/getting_started/index.html）；
• 同步 Zephyr 源码：执行git pull更新主线分支，west update同步依赖项目，确保代码为最新版本。

（2）导入 I2S 示例工程

• 打开插件，通过 “Import Example from Repository” 导入项目；
• 选择路径：samples/drivers/i2s/output，目标开发板选择mimxrt1010_evk。

2.2 确定开发板标识符（Overlay 命名关键）

1. 查找板级配置文件：Zephyr 源码路径boards/nxp/mimxrt1010_evk/board.yml；
2. 提取核心标识符：文件中定义name: mimxrt1010_evk、SOCS: name: mimxrt1011；
3. Overlay 文件名规则：mimxrt1010_evk_mimxrt1011.overlay（板名 + SOC 名）。

2.3 创建设备树 Overlay 文件（启用 SAI1）

/* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
/ {
    aliases {
        i2s-tx = &sai1;  // 定义I2S发送别名，关联SAI1
    };
};

&sai1 {
    status = "okay";       // 启用SAI1接口
    pinctrl-0 = <&pinmux_sai1>;  // 绑定SAI1引脚复用配置
    pinctrl-names = "default";    // 引脚配置名称
};

（2）新增配置文件（优化 DMA 队列）

CONFIG_DMA_TCD_QUEUE_SIZE=4  // 调整DMA传输队列大小，适配I2S数据传输

2.4 验证项目配置（prj.conf）

CONFIG_I2S=y  // 启用I2S驱动子系统

2.5 驱动适配：修改 SAI 时钟初始化函数（关键修复）

（1）原函数问题

case IMX_CCM_SAI2_CLK: 
    CLOCK_SetMux(kCLOCK_Sai2Mux, clk_src);
    CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai2PreDiv, clk_pre_div); 
    CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai2Div, clk_src_div); 
break;

（2）修改后代码

#if CONFIG_I2S_MCUX_SAI 
void imxrt_audio_codec_pll_init(uint32_t clock_name, uint32_t clk_src, 
                                uint32_t clk_pre_div, uint32_t clk_src_div) {
    switch (clock_name) { 
        #if DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(DT_NODELABEL(sai1))
        case IMX_CCM_SAI1_CLK: 
            CLOCK_SetMux(kCLOCK_Sai1Mux, clk_src);
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai1PreDiv, clk_pre_div); 
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai1Div, clk_src_div); 
        break; 
        #endif
        #if DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(DT_NODELABEL(sai2))
        case IMX_CCM_SAI2_CLK: 
            CLOCK_SetMux(kCLOCK_Sai2Mux, clk_src);
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai2PreDiv, clk_pre_div); 
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai2Div, clk_src_div); 
        break; 
        #endif
        #if DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(DT_NODELABEL(sai3))
        case IMX_CCM_SAI3_CLK: 
            CLOCK_SetMux(kCLOCK_Sai3Mux, clk_src);
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai3PreDiv, clk_pre_div); 
            CLOCK_SetDiv(kCLOCK_Sai3Div, clk_src_div); 
        break; 
        #endif
        default: 
        break;
    }
    return;
} 
#endif

• 说明：该修复已合并至 Zephyr 主线分支（参考：https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/92225），若使用最新源码可跳过此步骤。

2.6 编译与烧录

（1）命令行编译（可选）

west build -b mimxrt1010_evk samples/drivers/i2s/output

（2）烧录

• 开发板连接 PC，执行命令烧录：west flash；
• 或通过 MCUXpresso 插件：直接点击 “Build” 编译、“Flash” 烧录，操作更便捷。

4. 结果验证

4.1 串口日志验证

*** Booting Zephyr OS build v4.2.0-rc1-26-gb15404f99834 ***
All I2s blocks written

4.2 波形验证

• 用信号分析仪连接 RT1010-EVK 的 SAI1 输出引脚；
• 观测到正弦波信号，频率、幅度符合预期，证明 I2S 数据正常发送。

5. 关键避坑事项

1. Overlay 命名规范：必须严格遵循 “板名_SOC 名.overlay”，否则设备树配置不生效；
2. 源码同步：务必更新 Zephyr 至最新版本，避免因旧版驱动适配问题报错；
3. 引脚配置：确保pinmux_sai1在板级设备树中已定义，无需额外修改引脚复用；
4. DMA 队列大小：CONFIG_DMA_TCD_QUEUE_SIZE设为 4 即可满足 I2S 传输需求，无需过大。