在雙核的i.MX RT1170下設(shè)計(jì)應(yīng)用程序,有一個(gè)比較重要的考慮點(diǎn)是片內(nèi)外設(shè)資源共享以及任務(wù)分配問題,同樣一個(gè)任務(wù)既可以放在默認(rèn)主核CM7下做,也可以放在默認(rèn)從核 CM4下去完成。如果這個(gè)任務(wù)跟片內(nèi)外設(shè)有關(guān),那就得考慮該外設(shè)是否在兩個(gè)核下設(shè)計(jì)與使用一致,這在項(xiàng)目開始前必須要調(diào)研清楚。
今天就和大家聊一聊i.MX RT1170的GPIO外設(shè)的使用,在兩個(gè)核下有什么異同以及注意點(diǎn)。
在正文開始之前,建議大家先瀏覽一下我之前寫的關(guān)于GPIO的兩篇文章:《以i.MX RT1xxx的GPIO模塊為例談?wù)勚袛嗵幚砗瘮?shù)(IRQHandler)的標(biāo)準(zhǔn)流程》、《聊聊i.MX RT1xxx上的普通GPIO與高速GPIO差異及其用法》。
注:本文內(nèi)容雖以i.MX RT1170為例,但同樣適用i.MX RT1160。
一、從引腳看GPIO分組
先聊聊GPIO分組,目前 i.MX RT1170 芯片封裝主要是BGA289,除去電源、地、時(shí)鐘、專用外設(shè)引腳外,可用作通用I/O的引腳剩下174個(gè),而芯片內(nèi)部GPIO模塊多達(dá) 16個(gè)(GPIO1-13、CM7_GPIO2-3),顯然GPIO模塊太富裕了,顯得硬件I/O引腳資源有點(diǎn)緊張,所以不可避免地多個(gè)GPIO 模塊要復(fù)用硬件 I/O引腳,復(fù)用關(guān)系如下:
GPIO1與GPIO7復(fù)用同一組I/O引腳,共32個(gè)pin。
GPIO2與GPIO8以及CM7_GPIO2復(fù)用同一組I/O引腳,共32個(gè)pin。
GPIO3與GPIO9以及CM7_GPIO3復(fù)用同一組I/O引腳,共32個(gè)pin。
GPIO4與GPIO10復(fù)用同一組I/O引腳,共32個(gè)pin。
GPIO5與GPIO11復(fù)用同一組I/O引腳,共17個(gè)pin。
GPIO6與GPIO12復(fù)用同一組I/O引腳,共16 個(gè)pin。
GPIO13獨(dú)享一組I/O引腳,共13個(gè)pin。
下圖是i.MX RT1170 GPIO相關(guān)的Pinmux表,其中GPIO1-6、GPIO13主要在Alt5選項(xiàng)里,GPIO7-12主要在 Alt10 選項(xiàng)里,并且大部分I/O引腳默認(rèn)功能就是GPIO(見表中 DEF 一欄)。此外表中并未看到CM7_GPIO2-3選項(xiàng),這是因?yàn)槠浜虶PIO2-3共用了 Alt5選項(xiàng)(需進(jìn)一步通過IOMUXC_GPR->GPR40-43寄存器設(shè)置)。
二、關(guān)于GPIO外設(shè)訪問
知道了GPIO分組以及I/O引腳復(fù)用情況,那么這些GPIO模塊是否可以被i.MX RT1170 兩個(gè)核(CM7/CM4)對等訪問呢?我們用官方例程 SDK_2.11.1_MIMXRT1170-EVKoardsevkmimxrt1170driver_examplesgpioled_output 來做測試,這個(gè)例程操作的是 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于連接 LED 燈的引腳 GPIO_AD_04,從上一節(jié)里我們得知這個(gè) I/O 引腳可被用作 GPIO3[3]、CM7_GPIO3[3]、GPIO9[3],因此我們編寫了如下三個(gè)相應(yīng)的 gpio 翻轉(zhuǎn)測試函數(shù):)。
gpio_pin_config_t s_ledConfig = {kGPIO_DigitalOutput, 0, kGPIO_NoIntmode}; void toggle_gpio3_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U); IOMUXC_GPR->GPR42 &= ~(1u << 3); GPIO_PinInit(GPIO3, 3, &s_ledConfig); while(1) { SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY); GPIO_PortToggle(GPIO3, 1u << 3); } } void toggle_cm7_gpio3_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U); IOMUXC_GPR->GPR42 |= (1u << 3); GPIO_PinInit(CM7_GPIO3, 3, &s_ledConfig); while(1) { SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY); GPIO_PortToggle(CM7_GPIO3, 1u << 3); } } void toggle_gpio9_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03, 0U); GPIO_PinInit(GPIO9, 3, &s_ledConfig); while(1) { SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY); GPIO_PortToggle(GPIO9, 1u << 3); } }
我們把上面三個(gè)函數(shù)分別加到兩個(gè)核下的 led_output 工程主函數(shù)里,并且在板卡上實(shí)測,結(jié)果如下表。
據(jù)此進(jìn)一步擴(kuò)展結(jié)論,除了 CM7_GPIO2-3 無法在 CM4 內(nèi)核下被訪問外,其余 GPIO1-13 在兩個(gè)核下都能被正常訪問。
注:在 CM4 系統(tǒng)地址映射里,CM7_GPIO2_BASE 0x42008000u、CM7_GPIO3_BASE 0x4200C000u 地址都是不可訪問狀態(tài)。
三、關(guān)于GPIO中斷設(shè)計(jì)
除了 GPIO 外設(shè)一般寄存器訪問之外,GPIO 中斷方面是不是在 i.MX RT1170 兩個(gè)核(CM7/CM4)下設(shè)計(jì)也一致呢?這得對比 MIMXRT1176_cm7.h 和 MIMXRT1176_cm4.h 頭文件里關(guān)于 IRQn_Type 的定義,我將相同項(xiàng)去掉了,只保留差異項(xiàng)的定義對比如下(GPIO 相關(guān)的全部保留了):
大部分外設(shè)中斷號定義在兩個(gè)核下都是一致的,這意味著 i.MX RT1170 兩個(gè)核設(shè)計(jì)上其實(shí)是對等關(guān)系。但是 GPIO 中斷這里確實(shí)是有不小的區(qū)別的:
GPIO1-5、GPIO13 中斷在兩個(gè)核下定義一致
GPIO6、CM7_GPIO2-3 中斷僅在 CM7 核下有定義
GPIO7-12 中斷僅在 CM4 核下有定義
繼續(xù)以上一節(jié)操作的 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于連接 LED 燈的引腳 GPIO_AD_04 為例測試其中斷情況,編寫了相關(guān)中斷配置使能函數(shù)如下:
gpio_pin_config_t s_ledConfig = {kGPIO_DigitalInput, 0, kGPIO_IntRisingEdge}; void GPIO3_Combined_0_15_IRQHandler(void) { GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO3, 1U << 3); SDK_ISR_EXIT_BARRIER; } void config_irq_gpio3_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U); IOMUXC_GPR->GPR42 &= ~(1u << 3); NVIC_EnableIRQ(GPIO3_Combined_0_15_IRQn); GPIO_PinInit(GPIO3, 3, &s_ledConfig); GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO3, 1U << 3); } void CM7_GPIO2_3_IRQHandler(void) { GPIO_PortClearInterruptFlags(CM7_GPIO3, 1U << 3); SDK_ISR_EXIT_BARRIER; } void config_irq_cm7_gpio3_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U); IOMUXC_GPR->GPR42 |= (1u << 3); NVIC_EnableIRQ(CM7_GPIO2_3_IRQn); GPIO_PinInit(CM7_GPIO3, 3, &s_ledConfig); GPIO_PortEnableInterrupts(CM7_GPIO3, 1U << 3); } void GPIO7_8_9_10_11_IRQHandler(void) { GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO9, 1U << 3); SDK_ISR_EXIT_BARRIER; } void config_irq_gpio9_3(void) { CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03, 0U); NVIC_EnableIRQ(GPIO7_8_9_10_11_IRQn); GPIO_PinInit(GPIO9, 3, &s_ledConfig); GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO9, 1U << 3); }我們把上面三個(gè) config 函數(shù)分別加到兩個(gè)核下的 led_output 工程主函數(shù)里,并且在板卡上實(shí)測,可以使用外部高電平強(qiáng)加到 GPIO_AD_04 引腳(R1855 電阻一端),然后再移除高電平以造出輸入電平翻轉(zhuǎn),測試結(jié)果如下表。據(jù)此進(jìn)一步擴(kuò)展結(jié)論,如果希望雙核下得到一致的 GPIO 使用體驗(yàn),建議選擇 GPIO1-5、GPIO13。
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原文標(biāo)題:i.MX RT1170雙核下不同GPIO組的訪問以及中斷設(shè)計(jì)
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