为什么IOMUX
Soc芯片上有很多引脚，每个引脚对应特定的功能。例如控制电机需要控制电机的功能引脚1和引脚2，控制传感器需要控制传感器功能的引脚3和引脚4。对于使用Soc芯片的需求方来说，可能只是控制电机，或者只是控制传感器。这样Soc芯片上的4个引脚就浪费了2个引脚。为了能提供更多的功能，减少引脚的浪费，可以把引脚1，2和引脚3，4合并，通过复用引脚来解决问题。
i.mx6的Soc芯片提供IOMUX机制就是用来解决引脚复用的问题。
*** 如何确定使用引脚12，还是使用引脚34，是下面要介绍的主要内容 ***
需要的概念
Pad 对应的是Soc芯片上的引脚
Signal 对应的是控制电机的功能
需要配置的寄存器
- Pad控制寄存器
- Mux控制寄存器
- Select Input寄存器
配置IOMUX的必备工具
- 芯片原理图
- 芯片软件手册
- 内核源代码
配置步骤
1. 查看原理图
下面是USB转串口芯片的原理图，我们需要配置UART1_RX这个接口。
通过UART1_RX,我们可以在i.mx6的原理图中找到对应的引脚CSI0_DAT11。
2. 查找软件手册(引脚功能)
软件手册第4章
查找CSI0_DAT11，可以得到两个重要的信息
- Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
-
CSI0_DAT11的功能UART1_RX_DATA 用于查找其他两个寄存器
uartfunction.jpeg
查找UART1_RX_DATA，可以得到两个寄存器
- Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
-
Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
uartmuxoption.jpeg
3. 查找软件手册(IOMUX功能配置)
软件手册第36章, 介绍了IOMUX需要配置寄存器的所有信息。
根据三个寄存器的名称进行查找
- Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
- Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
- Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
IOMUX_SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
偏移地址：654h
Pad控制寄存器主要用于控制引脚的上拉电阻，下拉电阻和电压控制
IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
偏移地址：284h
配置MUX_MODE的模式为ALT3，就能使用UART1_RX_DATA的功能
IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
偏移地址：920h
三 源码配置
配置IOMUX的过程，实际上就是向指定的设备地址写入配置值的过程。
内核代码提供专门的宏 IOMUX_PAD，用来把IOMUX的配置进行拼装，然后写入到指定的设备地址中。
IOMUX_PAD 定义
文件 ~/android/kernel_imx/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-v3.h
/*
* build IOMUX_PAD structure
*
* This iomux scheme is based around pads, which are the physical balls
* on the processor.
*
* - Each pad has a pad control register (IOMUXC_SW_PAD_CTRL_x) which controls
* things like driving strength and pullup/pulldown.
* - Each pad can have but not necessarily does have an output routing register
* (IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_x).
* - Each pad can have but not necessarily does have an input routing register
* (IOMUXC_x_SELECT_INPUT)
*
* The three register sets do not have a fixed offset to each other,
* hence we order this table by pad control registers (which all pads
* have) and put the optional i/o routing registers into additional
* fields.
*
* The naming convention for the pad modes is MX35_PAD___
* If or refers to a GPIO, it is named
* GPIO__
*
* IOMUX/PAD Bit field definitions
*
* MUX_CTRL_OFS: 0..11 (12)
* PAD_CTRL_OFS: 12..23 (12)
* SEL_INPUT_OFS: 24..35 (12)
* MUX_MODE + SION: 36..40 (5)
* PAD_CTRL + NO_PAD_CTRL: 41..58 (18)
* SEL_INP: 59..62 (4)
* reserved: 63 (1)
*/
#define IOMUX_PAD(_pad_ctrl_ofs, _mux_ctrl_ofs, _mux_mode, _sel_input_ofs, _sel_input, _pad_ctrl)
(((iomux_v3_cfg_t)(_mux_ctrl_ofs) << MUX_CTRL_OFS_SHIFT) |
((iomux_v3_cfg_t)(_mux_mode) << MUX_MODE_SHIFT) |
((iomux_v3_cfg_t)(_pad_ctrl_ofs) << MUX_PAD_CTRL_OFS_SHIFT) |
((iomux_v3_cfg_t)(_pad_ctrl) << MUX_PAD_CTRL_SHIFT) |
((iomux_v3_cfg_t)(_sel_input_ofs) << MUX_SEL_INPUT_OFS_SHIFT) |
((iomux_v3_cfg_t)(_sel_input) << MUX_SEL_INPUT_SHIFT))
参数
- _pad_ctrl_ofs pad控制寄存器的偏移地址
- _mux_ctrl_ofs mux控制寄存器的偏移地址
- _mux_mode mux的模式
- _sel_input_ofs input寄存器的偏移地址
- _sel_input input的类型
配置
通过软件手册查找到三个寄存器的地址, 使用IOMUX_PAD配置代码。
- SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11 偏移地址 0x654
- IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11 偏移地址 0x284
- IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT 偏移地址 0x920
文件 ~/android/kernel_imx/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h
#define _MX6Q_PAD_CSI0_DAT11__UART1_RXD \
IOMUX_PAD(0x0654, 0x0284, 3, 0x0920, 1, 0)
上面的内容描述了从原理图查找指定引脚，到软件手册找到Mux，Pad，SelInput的寄存器配置信息，再到内核代码如何进行配置的全部映射关系。