Linux之ARM（MX6U）裸机之使用官方SDK移植实验

1. I.MX6ULL 官方 SDK 包简介

NXP 针对 I.MX6ULL 编写了一个 SDK 包，这个 SDK 包就类似于 STM32 的 STD 库或者 HAL 库，这个 SDK 包提供了 Windows 和 Linux 两种版本，分别针对主机系统是 Windows 和 Linux。因为我们是在 Windows 下使用 Source Insight 来编写代码的，因此我们使用的是 Windows 版本的。
使用 Cortex-A 内核芯片的时候不要想着有类似 STM32 库一样的 东西，I.MX6ULL 是一个特例，基本所有的 Cortex-A 内核的芯片都不会提供裸机 SDK 包。因 此在使用 STM32 的时候那些用起来很顺手的库文件，在 Cotex-A 芯片下基本都需要我们自行 编写，比如.s 启动文件、寄存器定义等等。

I.MX6ULL的 SDK 包在 NXP 官网下载，下载界面如图:

我们下载图 中的 WIN 版本 SDK，也就是“SDK2.2_iMX6ULL_WIN”，下载好了双击 SDK_2.2_MCIM6ULL_RFP_Win.exe 安装 SDK 包， 安装的时候需要设置好安装位置，安装完成以后的 SDK 包如图 所示：

我们重点是需要 SDK 包里面与寄存器定义相关的文件，一共需要如下三个文件：
fsl_common.h：位置为 SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\drivers\fsl_common.h。 fsl_iomuxc.h: 位置为 SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\drivers\fsl_iomuxc.h。 MCIMX6Y2.h: 位置为 SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\MCIMX6YH2.h。
整个 SDK 包我们就需要上面这三个文件，把这三个文件准备好，我们后面移植要用。

2.硬件原理图分析

3.试验程序编写

3.1SDK 文件移植

使用 VSCode 新建工程，将 fsl_common.h、fsl_iomuxc.h 和 MCIMX6Y2.h 这三个文件拷贝 到工程中，这三个文件直接编译的话肯定会出错的！需要对其做删减，因为这三个文件里面的 代码都比较大，所以就不详细列出这三个文件删减以后的内容了。

3.2创建 cc.h 文件

新建一个名为 cc.h 的头文件，cc.h 里面存放一些 SDK 库文件需要使用到的数据类型，在 cc.h 里面输入如下代码：

#ifndef __CC_H
#define __CC_H

/*自定义一些数据类型供库文件使用*/

#define    __I      volatile
#define    __O      volatile
#define    __IO     volatile


typedef signed char           int8_t;
typedef signed short          int16_t;
typedef signed int            int32_t;
typedef unsigned  char        uint8_t;
typedef unsigned  short       uint16_t;
typedef unsigned  int         uint32_t;
typedef unsigned  long long   uint64_t;
typedef signed  char          s8;
typedef signed  short         s16;
typedef signed  int           s32;
typedef signed  long long    int     s64;
typedef unsigned  char            u8;
typedef unsigned  short        int   u16;
typedef unsigned  int             u32;
typedef unsigned  long long  int     u64;

#endif

在 cc.h 文件中我们定义了很多的数据类型，因为有些第三方库会用到这些变量类型。

3.3 编写实验代码

新建 start.S 和 main.c 这两个文件 代码如下：
start.S文件

.global _start
	.global _bss_start
	_bss_start:
	    .word  __bss_start
	
	.global _bss_end
	_bss_end:
	    .word __bss_end
	
	_start:
	
	/* 进入 SVC 模式 */
	
	    mrs r0, cpsr
	    bic r0, r0, #0x1f      /* 将 r0 的低 5 位清零，也就是 cpsr 的 M0~M4    */ 
	    orr r0, r0, #0x13       /* r0 或上 0x13,表示使用 SVC 模式             */ 
	    msr cpsr, r0              /* 将 r0 的数据写入到 cpsr_c 中                 */ 
	    
	    /*qingchu BBC duan */
	    ldr r0, _bss_start
	    ldr r1, _bss_end
	    mov r2, #0
	bss_loop:
	    stmia r0!, {r2}
	    cmp r0, r1     /*比*/
	    ble bss_loop
	
	    ldr sp, =0x80200000      /* 设置栈指针             */ 
	    b main                   /* 跳转到 main 函数       */ 

main.c文件

#include "fsl_iomuxc.h" 
	#include "MCIMX6Y2.h" 
	
	/*使能 I.MX6U 所有外设时钟 */
	void clk_enable(void)
	{
	    CCM->CCGR0 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR1 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR2 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR3 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR4 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR5 = 0xffffffff;
	    CCM->CCGR6 = 0xffffffff;
	}
	
	/* 初始化 LED 对应的 GPIO */
	
	void led_init(void)
	{
	     /* 1、初始化 IO 复用, 复用为 GPIO1_IO03 */ 
	     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0);
	
	      /* 2、配置 GPIO1_IO03 的 IO 属性 */
	     IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0X10B0);
	
	      /* 3、初始化 GPIO, GPIO1_IO03 设置为输出 */ 
	      GPIO1->GDIR = 0x8;
	
	       /* 4、设置 GPIO1_IO03 输出低电平，打开 LED0 */ 
	       GPIO1->DR = 0x0;
	
	
	}
	
	/* 打开 LED 灯 */
	void led_on(void)
	{ 
	    /*将 GPIO1_DR 的 bit3 清零 */
	    GPIO1->DR &= ~(1<<3);
	
	}
	
	void led_off(void)
	{
	
	   /* 将 GPIO1_DR 的 bit3 置 1 */
	   GPIO1->DR |= (1<<3);
	
	}
	
	void delay_short(volatile unsigned int n)
	{
	
	    while (n--)
	    {
	        
	    }
	    
	}
	
	void delay(volatile unsigned int n)
	{
	    while(n--){
	
	        delay_short(0x7ff);
	    }
	}
	
	
	
	int main(void)
	{
	    clk_enable();     /* 使能所有的时钟     */ 
	    led_init();        /* 初始化 led          */ 
	
	    while (1)
	    {
	        led_off();    /* 关闭 LED            */ 
	        delay(1000);
	 
	        led_on();     /* 打开 LED            */ 
	        delay(1000);
	    }
	    
	    return 0;
	}

。main.c 文件中的 led_init 函数中的第 31 行和第 43 行，内容如下：

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,  0);  
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03, 0X10B0); 

这 里 使 用 了 两 个 函 数 IOMUXC_SetPinMux 和 IOMUXC_SetPinConfig ， 其 中 函 数 IOMUXC_SetPinMux 是 用 来 设 置 IO 复 用 功 能 的 ， 最 终 肯 定 设 置 的 是 寄 存 器 “IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX”。函数 IOMUXC_SetPinConfig 设置的是 IO 的上下拉、 速度等的，也就是寄存器“IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX”，所以上面两个函数等价于的：

IOMUX_SW_MUX->GPIO1_IO03 = 0X5; 
IOMUX_SW_PAD->GPIO1_IO03 = 0X10B0; 

函数 IOMUXC_SetPinMux 在文件 fsl_iomuxc.h 中定义，函数源码如下：

static inline void IOMUXC_SetPinMux(uint32_t muxRegister, 
                                                             uint32_t muxMode,                                
                                                             uint32_t inputRegister,                      
                                                             uint32_t inputDaisy,            
                                                             uint32_t configRegister,          
                                                             uint32_t inputOnfield)
        { 
     *((volatile uint32_t *)muxRegister) =IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_MUX_MODE(muxMode) |  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_SION(inputOnfield); 

                   if (inputRegister)   
                        {         
         *((volatile uint32_t *)inputRegister) =  
                                          IOMUXC_SELECT_INPUT_DAISY(inputDaisy);   
      } 
} 

函数 IOMUXC_SetPinMux 有 6 个参数，这 6 个参数的函数如下：

muxRegister ： IO 的 复 用 寄 存 器 地 址 ， 比 如 GPIO1_IO03 的 IO 复 用 寄 存 器 SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的地址为 0X020E0068。

muxMode： IO 复用值，也就是 ALT0~ALT8，对应数字 0~8，比如要将 GPIO1_IO03 设置 为 GPIO 功能的话此参数就要设置为 5。

inputRegister： 外设输入 IO 选择寄存器地址，有些 IO 在设置为其他的复用功能以后还需 要设置 IO 输入寄存器，比如 GPIO1_IO03 要复用为 UART1_RX 的话还需要设置寄存器 UART1_RX_DATA_SELECT_INPUT，此寄存器地址为 0X020E0624。

inputDaisy： 寄存器 inputRegister 的值，比如 GPIO1_IO03 要作为 UART1_RX 引脚的话此 参数就是 1。

configRegister： 未使用，函数 IOMUXC_SetPinConfig 会使用这个寄存器。

inputOnfield ： IO 软 件 输 入 使 能 ， 以 GPIO1_IO03 为 例 就 是 寄 存 器 SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的 SION 位(bit4)。如果需要使能 GPIO1_IO03 的软件输入功 能的话此参数应该为 1，否则的话就为 0。

第一次看到上面代码的时候肯定会奇怪，为何只有两个参数？不是应该 6 个参数的吗？不 要着急，先看一个 IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03 是个什么玩意。这是个宏，在文件 fsl_iomuxc.h 中有定义，NXP 的 SDK 库将一个 IO 的所有复用功能都定义了一个宏，比如 GPIO1_IO03 就有如下 9 个宏定义：

IOMUXC_GPIO1_IO03_I2C1_SDA
IOMUXC_GPIO1_IO03_GPT1_COMPARE3
IOMUXC_GPIO1_IO03_USB_OTG2_OC
IOMUXC_GPIO1_IO03_USDHC1_CD_B
IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03
IOMUXC_GPIO1_IO03_CCM_DI0_EXT_CLK
IOMUXC_GPIO1_IO03_SRC_TESTER_ACK
IOMUXC_GPIO1_IO03_UART1_RX
IOMUXC_GPIO1_IO03_UART1_TX

上面 9 个宏定义分别对应着 GPIO1_IO03 的九种复用功能，比如复用为 GPIO 的宏定义就是：

#define IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03  0x020E0068U,  0x5U,  0x00000000U,   0x0U,    0x020E02F4U 

将这个宏带入到代码以后就是：

IOMUXC_SetPinMux (0x020E0068U, 0x5U, 0x00000000U, 0x0U, 0x020E02F4U, 0); 

这样就与函数 IOMUXC_SetPinMux 的 6 个参数对应起来了，如果我们要将 GPIO1_IO03 复 用为 I2C1_SDA 的话就可以使用如下代码：

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_I2C1_SDA,  0); 

函数 IOMUXC_SetPinConfig，此函数同样在文件 fsl_iomuxc.h 中有定义，函数源码如下：

static inline void IOMUXC_SetPinConfig(uint32_t muxRegister,
uint32_t muxMode,
uint32_t inputRegister,
uint32_t inputDaisy,
uint32_t configRegister,
uint32_t configValue)
{
if (configRegister)
{
*((volatile uint32_t *)configRegister) = configValue;
}
}

函数 IOMUXC_SetPinConfig 有 6 个参数，其中前五个参数和函数 IOMUXC_SetPinMux 一样，但是此函数只使用了参数 configRegister 和 configValue， cofigRegister 参数是 IO 配置寄存器地址，比如 GPIO1_IO03 的 IO 配置寄存器为 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03，其地址为 0X020E02F4，参数 configValue 就是要写入到寄存器 configRegister 的值。同理，展开以后就是：

IOMUXC_SetPinConfig(0x020E0068U, 0x5U, 0x00000000U, 0x0U, 0x020E02F4U, 0X10B0); 

根据函数 IOMUXC_SetPinConfig 的源码可以知道，上面函数就是将寄存器 0x020E02F4 的值设置为 0X10B0。函数 IOMUXC_SetPinMux 和 IOMUXC_SetPinConfig 就讲解到这里，我们以后就可以使用这两个函数来方便的配置 IO 的复用功能和 IO 配置。

4.编译下载验证

4.1 编写 Makefile 和链接脚本

新建 Makefile 文件，Makefile 文件内容如下：

CROSS_COMPILE   ?= arm-linux-gnueabihf-
NAME            ?= ledc

CC              := $(CROSS_COMPILE)gcc
LD              := $(CROSS_COMPILE)ld
OBICOPY         := $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP         := $(CROSS_COMPILE)objdump

OBJS            := start.o  main.o  

$(NAME).bin : $(OBJS)
	$(LD) -Timx6ul.lds -o  $(NAME).elf $^
	$(OBICOPY) -O binary -S $(NAME).elf $@
	$(OBJDUMP) -D -m arm $(NAME).elf > $(NAME).dis

%.o : %.S  
	$(CC) -Wall -nostdlib -c -o2 -o $@ $<

%.o :%.c 
	$(CC) -Wall -nostdlib -c -o2 -o $@ $<

clean:
	rm -rf *.o $(NAME).bin $(NAME).dis $(NAME).elf

脚本文件：

SECTIONS{
    . = 0x87800000;
    .text :
    {
        start.o
        *(.text)

    }
    .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
    .data ALIGN(4)  : {*(.data)}
    __bss_start = .;
    .bss ALIGN(4) : {*(.bss) *(COMMON)}
    __bss_end = .;
    

}

4.2 编译下载

使用 Make 命令编译代码，编译成功以后使用软件 imxdownload 将编译完成的 ledc.bin 文 件下载到 SD 卡中，
命令如下：

	  chmod 777 imxdownload   //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可
	 ./imxdownload ledc.bin /dev/sdd  //烧写到 SD 卡中

烧写成功以后将 SD 卡插到开发板的 SD 卡槽中，然后复位开发板，如果代码运行正常的 话 LED0 就会以 1000ms 的时间间隔亮灭，

具体参考前面几篇博文