基于Amlogic T972：结合DTS、驱动、Datasheet，解析Pinctrl子系统、GPIO脚的复用方法
文章目录
- 前言
- 一、概念
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- 1.1 Pinctrl devices
- 1.2 Pinctrl client devices
- 二、例（1）GPIOZ_9/10 复用为 i2c2_z
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- 2.1 Pin controller devices
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- 2.1.1 设备树配置: dts
- 2.1.2 源码：驱动配置
- 2.1.3 Datasheet
- 2.2 Pinctrl client devices
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- 2.2.1 设备树配置：dts
- 三、例（2）GPIOH_21/22 复用为 i2c1_h
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- 3.1 Pin controller devices
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- 3.1.1 设备树配置: dts
- 3.1.2 源码：驱动配置
- 3.1.3 Datasheet
- 3.2 Pinctrl client devices
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- 3.2.1 设备树配置：dts
- 3.2.2 设备树：图解
- 四、例（3）GPIOZ_1/2 复用为 i2c1_z
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- 4.1 Pin controller devices
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- 4.1.1 设备树配置: dts
- 4.1.2 源码：驱动配置
- 4.1.3 Datasheet
- 五、结尾
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- 5.1 关于 _z 和 _h 后缀的含义
前言
本文结合Amlogic T972平台的设备树（DTS）、驱动源码、Datasheet，重点关注如何通过Pinctrl子系统，实现PIN脚的复用。
通过DTS的3个例子的分析，结合datasheet，确认了PIN脚复用方法。另一方面，自然也解析出了DTS中pinctrl部分的书写方法。
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对于Andorid驱动的开发，如楼下所用Amlogic T972平台，在原厂所提供的AOSP源码中，在其DTS文件中，各个PIN脚的配置均已做好，只需使用或改变PIN脚功能时，只需在DTS中修改即可。
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例如，如果我们想将例(3)中的GPIOZ_1和GPIOZ_2脚，对应于i2c1_z，作为i2c1（即i2c-1）来使用，则只需：
- i2c1_h_pins 更换为 i2c1_z_pins
- i2c1_h_pins_slp_input 更换为 i2c1_z_pins_slp_input
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楼上的做法，其实就是通过PIN MUX，设置其通路寄存器，将GPIOZ_1和GPIOZ_2脚连接至i2c1模块
//common\arch\arm\boot\dts\amlogic\tl1_t962x2_x301_1g.dts
&i2c1 {
status = "okay";
clock-frequency = <300000>;
pinctrl-names = "default", "sleep";
pinctrl-0 = <&i2c1_z_pins>; //备注：如楼上，从i2c1_h_pins切换为i2c1_z_pins
pinctrl-1 = <&i2c1_z_pins_slp_input>;//备注：即可给i2c1换一对PIN脚
};
一、概念
Pinctrl 即Pin controller（Soc的引脚控制器）。所有的Soc引脚，它们的功能、状态等，都需要经过配置后才可使用，下面就是一个如何控制引脚的逻辑框图。
最左边的【PAD】是最终的引脚，而它的功能，是由它右边的部分决定的，例如此PAD连接的是哪个module、它的状态是什么等等。具体的框图分析，要详细阅读datasheet，并结合驱动代码来了解，将在另外一篇文章中介绍。
1.1 Pinctrl devices
提供服务，可以用它来复用引脚、配置引脚，是一个软件上的概念。
1.2 Pinctrl client devices
使用服务，Pinctrl系统的客户，即使用Pinctrl系统的设备。声明自己要使用哪些引脚的哪些功能，怎么配置它们。
注意：Pin controller和GPIO Controller不同：(1) Pin controller 通过控制MUX功能复用，可以控制一个的具体功能，例如将具体的PIN设置为I2C功能，或者简单的GPIO功能；(2)GPIO Controller只有普通GPIO功能，如上拉、下拉、设置输入或输出方向。（3）两者的关系是先用Pin controller把引脚配置为GPIO，再用GPIO Controler把引脚配置为输入或输出。
二、例（1）GPIOZ_9/10 复用为 i2c2_z
2.1 Pin controller devices
2.1.1 设备树配置: dts
&pinctrl_periphs {
// …… 省略 ……
i2c2_z_pins:i2c2_z {
mux {
groups = "i2c2_sda_z", //"i2c2_sda_z"在源码中配置，楼下其余地方groups实现方法相同
"i2c2_sck_z";
function = "i2c2";
bias-pull-up;
drive-strength = <3>;
};
};
i2c2_z_pins_slp_input:i2c2_z_slp_input {
mux {
groups = "GPIOZ_9", "GPIOZ_10";
function = "gpio_periphs";
input-enable;
bias-disable;
};
};
2.1.2 源码：驱动配置
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-axg-pmx.h
#define GROUP(grp, f) \
{ \
.name = #grp, \
.pins = grp ## _pins, \
.num_pins = ARRAY_SIZE(grp ## _pins), \
.data = (const struct meson_pmx_axg_data[]){ \
PMX_DATA(f), \
}, \
}
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-tl1.c
/* i2c2 */
static const unsigned int i2c2_sda_z_pins[] = {GPIOZ_10};
static const unsigned int i2c2_sck_z_pins[] = {GPIOZ_9};
static struct meson_pmx_group meson_tl1_periphs_groups[] = {
// …… 省略 ……
/* bank GPIOZ */
GROUP(i2c2_sda_z, 1), //备注：此处的Group(grp, f=1), 即PMX_DATA(f=1)，对应datasheet，正好是I2C_EE_M2
GROUP(i2c2_sck_z, 1),
// …… 省略 ……
}
static const char * const i2c2_groups[] = {
"i2c2_sda_h", "i2c2_sck_h",
"i2c2_sda_z", "i2c2_sck_z",
};
2.1.3 Datasheet
- 下图为GPIO脚复用的Fun定义部分，楼上例一的表格遵循相同的循序，从Fun1开始
- 再次印证，meson_tl1_periphs_groups[]中GROUP(i2c2_sda_z, 1)宏的第2个参数，即为复用Fun的序号，从1开始
- 总结：若需要将GPIOZ_9和GPIOZ_10配置为i2c2_z，需设置Mux fun=1
2.2 Pinctrl client devices
2.2.1 设备树配置：dts
//mesontl1.dtsi
i2c2: i2c@1d000 {
compatible = "amlogic,meson-i2c";
status = "disabled";
reg = <0x1d000 0x20>;
interrupts = <GIC_SPI 215 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>,
<GIC_SPI 94 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
clocks = <&clkc CLKID_I2C>;
clock-frequency = <100000>;
};
//tl1_t962x2_x301_1g.dts
&i2c2 {
status = "okay";
pinctrl-names = "default", "sleep";
pinctrl-0 = <&i2c2_z_pins>; //备注：使用Pinctrl的状态1配置，将配置为i2c2
pinctrl-1 = <&i2c2_z_pins_slp_input>;//备注：使用Pinctrl的状态2配置，i2c2将配置为GPIO input
clock-frequency = <400000>;
tas5805: tas5805@36 {
compatible = "ti,tas5805";
#sound-dai-cells = <0>;
codec_name = "tas5805";
reg = <0x2d>;
status = "disable";
};
ad82584f: ad82584f@62 {
compatible = "ESMT, ad82584f";
#sound-dai-cells = <0>;
reg = <0x31>;
status = "okay";
reset_pin = <&gpio_ao GPIOAO_6 0>;
};
};
三、例（2）GPIOH_21/22 复用为 i2c1_h
3.1 Pin controller devices
3.1.1 设备树配置: dts
common\arch\arm\boot\dts\amlogic\mesontl1.dtsi
&pinctrl_periphs {
// …… 省略 ……
i2c1_h_pins:i2c1_h {
mux {
groups = "i2c1_sda_h",
"i2c1_sck_h";
function = "i2c1";
bias-pull-up;
drive-strength = <3>;
};
};
i2c1_h_pins_slp_input:i2c1_h_slp_input {
mux {
groups = "GPIOH_21", "GPIOH_22";
function = "gpio_periphs";
input-enable;
bias-disable;
};
};
// …… 省略 ……
} // end of &pinctrl_periphs
3.1.2 源码：驱动配置
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-axg-pmx.h
#define GROUP(grp, f) \
{ \
.name = #grp, \
.pins = grp ## _pins, \
.num_pins = ARRAY_SIZE(grp ## _pins), \
.data = (const struct meson_pmx_axg_data[]){ \
PMX_DATA(f), \
}, \
}
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-tl1.c
/* i2c1 */
static const unsigned int i2c1_sda_h_pins[] = {GPIOH_22};
static const unsigned int i2c1_sck_h_pins[] = {GPIOH_21};
static struct meson_pmx_group meson_tl1_periphs_groups[] = {
// …… 省略 ……
/* bank GPIOH */
GROUP(i2c1_sda_h, 1),
GROUP(i2c1_sck_h, 1),
// …… 省略 ……
}
3.1.3 Datasheet
- 下图为GPIO脚复用的Fun定义部分，从Func=1开始，到~Func=7
- 再次印证，meson_tl1_periphs_groups[]中GROUP(i2c1_sda_h, 1)宏的第2个参数，即为复用Fun的序号，从1开始
- 总结：若需要将GPIOH_21和GPIOH_22配置为i2c1_h，需设置Mux fun=1
3.2 Pinctrl client devices
3.2.1 设备树配置：dts
- 默认状态（“default”）：pinctrl-0 = <&i2c1_h_pins>;
- 睡眠状态（“sleep”）：pinctrl-1 = <&i2c1_h_pins_slp_input>;
//common\arch\arm\boot\dts\amlogic\tl1_t962x2_x301_1g.dts
&i2c1 {
status = "okay";
clock-frequency = <300000>;
pinctrl-names = "default", "sleep";
pinctrl-0 = <&i2c1_h_pins>; //备注：引用pinctrl的配置0，将配置为i2c1_h
pinctrl-1 = <&i2c1_h_pins_slp_input>;
lcd_extern_i2c0: lcd_extern_i2c@0 {
compatible = "lcd_ext, i2c";
dev_name = "i2c_T5800Q";
reg = <0x1c>;
status = "okay";
};
lcd_extern_i2c1: lcd_extern_i2c@1 {
compatible = "lcd_ext, i2c";
dev_name = "i2c_ANX6862";
reg = <0x20>;
status = "okay";
};
lcd_extern_i2c2: lcd_extern_i2c@2 {
compatible = "lcd_ext, i2c";
dev_name = "i2c_ANX7911";
reg = <0x74>;
status = "okay";
};
lcd_extern_i2c3: lcd_extern_i2c@3 {
compatible = "lcd_ext, i2c";
dev_name = "i2c_CS602";
reg = <0x66>;
status = "disable";
};
};
3.2.2 设备树：图解
四、例（3）GPIOZ_1/2 复用为 i2c1_z
4.1 Pin controller devices
4.1.1 设备树配置: dts
common\arch\arm\boot\dts\amlogic\mesontl1.dtsi
&pinctrl_periphs {
// …… 省略 ……
i2c1_z_pins:i2c1_z {
mux {
groups = "i2c1_sda_z",
"i2c1_sck_z";
function = "i2c1";
bias-pull-up;
drive-strength = <3>;
};
};
/*
* i2c sleep mode1: set the gpio the input
* in this scene, pull up power is off
*/
i2c1_z_pins_slp_input:i2c1_z_slp_input {
mux {
groups = "GPIOZ_1", "GPIOZ_2";
function = "gpio_periphs";
input-enable;
bias-disable;
};
};
// …… 省略 ……
} // end of &pinctrl_periphs
4.1.2 源码：驱动配置
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-axg-pmx.h
#define GROUP(grp, f) \
{ \
.name = #grp, \
.pins = grp ## _pins, \
.num_pins = ARRAY_SIZE(grp ## _pins), \
.data = (const struct meson_pmx_axg_data[]){ \
PMX_DATA(f), \
}, \
}
//common\drivers\amlogic\pinctrl\pinctrl-meson-tl1.c
/* i2c2 */
static const unsigned int i2c2_sda_z_pins[] = {GPIOZ_10};
static const unsigned int i2c2_sck_z_pins[] = {GPIOZ_9};
static struct meson_pmx_group meson_tl1_periphs_groups[] = {
// …… 省略 ……
/* bank GPIOZ */
GROUP(i2c2_sda_z, 1), //此处的Group(grp, f=1), 即PMX_DATA(f=1)，对应datasheet，正好是I2C_EE_M2
GROUP(i2c2_sck_z, 1),
// …… 省略 ……
}
static const char * const i2c2_groups[] = {
"i2c2_sda_h", "i2c2_sck_h",
"i2c2_sda_z", "i2c2_sck_z",
};
4.1.3 Datasheet
- 下图为GPIO脚复用的Fun定义部分，楼上例一的表格遵循相同的循序，从Fun1开始
- 再次印证，meson_tl1_periphs_groups[]中GROUP(i2c1_sda_z, 3)宏的第2个参数，即为复用Fun的序号，从1开始
- 总结：若需要将GPIOZ_1和GPIOZ_2配置为i2c1，需设置Mux fun=3
五、结尾
5.1 关于 _z 和 _h 后缀的含义
- i2c1_z 与 i2c1_h 的区别，_z为使用GPIO_BANK_Z上的PIN脚， 而_h为GPIO_BANK_H上的PIN脚
- 在例（2）的配置中，实际连接到i2c1模块上的PIN脚复用配置，为GPIO_BANK_H上的PIN脚