飞凌嵌入式技术帖——i.MX9352的GPIO怎么用?

之前小编为大家介绍过在飞凌嵌入式i.MX6ULL开发板上操作GPIO的方法。本期,让我们一起走近i.MX9352处理器,深入了解这位i.MX系列新成员的GPIO该如何操作,以及它与前辈i.MX6ULL处理器又有哪些异同。

01 硬件原理分析

以点灯和按键为例,打开飞凌嵌入式OK-MX9352-C开发板的原理图,可以看到一颗LED灯,它由MX93_PAD_CCM_CLKO4控制。由于这一个GPIO属于1.8V电平域,所以在OK-MX9352-C开发板的底板上并没有直接将GPIO接到LED上,而是用GPIO控制了一个MOS管,再由MOS管去控制LED的亮灭——当GPIO电平为高时,MOS导通,LED点亮;当GPIO电平为低时,MOS关断,LED熄灭。

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02 设备树引脚复用

打开飞凌嵌入式OK-MX9352-C开发板的设备树:

OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/OK-MX93-C.dts

在iomuxc节点下新建一组引脚复用,复用的两个GPIO分别是底板上的LED灯D6和按键K1。

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接下来新建一个GPIO节点,内容如下:

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注释掉LED和KEY部分,防止复用冲突:

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保存退出后重新编译设备树。

执行环境变量: 

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk$ . environment-setup-aarch64-toolchain

单独编译设备树:

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk/OKMX93-linux-kernel$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-poky-linux- dtbs

编译完成后,单独更新设备树。首先将U盘插到虚拟机上,将生成的设备树文件拷贝到U盘:

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk/OKMX93-linux-kernel$ cp arch/arm64/boot/dts/freescale/OK-MX93-C.dtb /media/forlinx/2075-A0A7/

将生成的dtb文件使用U盘拷贝到OK-MX9352-C开发板上,替换掉:/run/media/Boot-mmcblk0p1/OK-MX93-C.dtb

root@ok-mx93:/run/media/Boot-mmcblk0p1# cp /run/media/sda/OK-MX93-C.dtb ./

重启OK-MX9352-C开发板。

03 通过命令测试

在OKMX6ULL-S开发板中,操作GPIO的方式是通过操作/sys/class/gpio下的文件来实现的。而在OK-MX9352-C上,引入了新的Lingpiod的方式,而原有的基于sysfs的操作方式已经不再被支持。

Libgpiod是一种字符设备接口,GPIO访问控制是通过操作字符设备文件(比如/dev/gpiodchip0)实现的。OK-MX9352-C共有4组GPIO,可以在/dev下查看GPIO设备文件。

Libgpiod可以通过shell终端和C库两种方式使用,本节介绍在shell终端控制GPIO的方法,下一节我们将会介绍使用C库的方式控制GPIO。

3.1 gpiodetect

查看所有GPIO设备

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这里的gpiochip0- gpiochip4分别对应的是设备树当中的GPIO1-GPIO4这四组GPIO,但是顺序并不是一一对应的,这是由于对应的寄存器地址顺序问题导致的。那么goiochip0如何跟设备树对应起来呢?我们可以打开设备树当中的dtsi文件,文件路径为:

OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/imx93.dtsi

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk$ vi OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/imx93.dtsi

查看GPIO3的寄存器基地址为:gpio3: gpio@43820080,对应的是gpiochip1,而GPIO4对应的是gpiochip2。

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其余GPIO的对应关系如下,可供大家参考:

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3.2 gpioinfo

由3.1可知,LED灯对应的是GPIO4,即gpiochip2;按键对应的是GPIO3,即gpiochip1。列出gpiochip2控制器的引脚情况:

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3.3 gpioset

该命令用于设置GPIO电平,2代表gpiochip2,即GPIO4,28是GPIO pin,当设置该GPIO为1时,底板上的D6点亮。

3.4 gpioget

该命令用于获取GPIO引脚状态,以按键为例,按键对应的是GPIO3-27,即gpiochip1 27。按键没有按下时,读取到按键状态为1,当按键按下时,读到按键状态为0。

3.5 gpiomon

监控GPIO的状态是否发生变化,同样以按键为例,当按键按下时:

04 使用Libgpiod库编程

Libgpiod是用于与Linux GPIO交互的C库和工具,Linux官方于Linux 4.8 版本引入了Libgpiod的功能。而在OK-MX9352-C开发板搭载的Linux5.15内核版本中,已经不再支持sysfs的方式操作GPIO。与sysfs相比,Libgpiod更加可靠,具备更多功能,例如,可一次读写多个GPIO值。

4.1 源码获取

如果想要在PC上交叉编译出能够在开发板上运行的应用,则交叉编译时链接的库文件应该与开发板上的保持一致,可以直接把开发板上的库拷贝到开发环境进行使用。该库文件在开发板上的路径为:

从上图可以看出,Libgpiod库的版本为libgpiod.so.2.2.2,软链接到libgpiod.so.2。

在飞凌嵌入式提供的OK-MX9352-C开发板资料中,已经将所需的库文件、头文件以及相关例程进行了打包,用户可以直接使用。资料路径为:用户资料/应用笔记/ OK-MX9352-C-GPIO接口_Linux应用笔记/Libgpiod测试源码

4.2 编译测试例程

将Libgpiod测试源码目录下的gpiotest.c、gpio-toggle.c、lib.tar.bz2拷贝到开发环境中:

将lib.tar.bz2解压到本目录下,编译时会使用到里边的gpiod.h文件和Libgpiod库文件:

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示例1

循环控制LED亮和灭,时间间隔为1s

交叉编译gpio-toggle.c

设置环境变量(注意 . 后边有空格)

交叉编译

将可执行文件gpio-toggle拷贝到开发板中并执行可看到LED(D6)灯1s亮,1s灭。其中输入参数2、28为:gpiochip2 line28。

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示例2

按键控制LED亮灭,每按一次状态翻转

交叉编译gpio-test.c

设置环境变量(注意点后边有空格)

交叉编译

将可执行文件gpio-test拷贝到OK-MX9352-C开发板中并执行,可看到每按一次按键,LED灯的状态就翻转一次,其中输入参数1、27为:gpiochip1 line27 ;2、28为:gpiochip2 line28。

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以上就是为OK-MX9352-C开发板配置GPIO的过程,希望能够对屏幕前的各位工程师小伙伴有所帮助。

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