GPIO 配置 和 PINCTRL有啥区别

GPIO（通用输入/输出）和 PINCTRL（引脚控制器）是在嵌入式系统中用于管理和控制硬件引脚的关键概念。它们在硬件层面上起着不同的作用。

GPIO配置：
GPIO 是一种通用的硬件接口，用于控制和读取数字信号。每个 GPIO 引脚都可以被配置为输入（读取信号）或输出（控制信号）。GPIO 的配置指的是定义和设置特定引脚的输入或输出功能。配置 GPIO 包括以下方面：

• 设置引脚的输入或输出模式
• 配置引脚的电平（高或低）
• 配置引脚的中断

在设备树中，可以使用类似 gpioX 这样的表示法来描述 GPIO 引脚，其中 X 是引脚的编号。

PINCTRL：
PINCTRL 是一种用于配置和控制引脚的子系统或驱动程序。它负责管理硬件引脚的复用和功能选择。PINCTRL 允许将引脚分配给不同的功能（如 GPIO、I2C、SPI 等），并且可以在运行时动态配置引脚功能。使用 PINCTRL，可以将相同的硬件引脚用于不同的用途。

在设备树中，PINCTRL 可以通过定义 pinctrl 节点和相关属性来进行配置，并指定引脚的不同功能配置。这些属性可能包括引脚编号、输入输出模式、电气特性等。

区别：
GPIO 是用于控制和读取数字信号的通用接口，而 PINCTRL 是管理和配置硬件引脚的子系统。GPIO 配置是指定义和设置引脚的输入或输出功能，而 PINCTRL 可以动态配置引脚的不同功能。GPIO 配置是配置引脚本身的特性，而 PINCTRL 配置是管理引脚的复用和功能选择。两者在硬件层面上起到不同的作用，但通常在设备树中一起使用以定义引脚和功能的配置。

让我们通过一个例子更详细地说明 GPIO 的配置和 PINCTRL 的使用：

假设我们的嵌入式系统有一个具备 GPIO 功能的引脚，我们希望将其配置为输入模式，读取来自外部设备的信号，并在特定条件下触发中断。

GPIO 配置：
在设备树中，我们可以定义以下内容来配置 GPIO 引脚：

gpio_example {
    compatible = "gpio_example";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio>;

    gpio_pin: gpio-pin {
        gpio-hog;
        gpios = <&gpio_controller 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        input;
        interrupts = ;
    };
};

• compatible：指定与该 GPIO 相关的设备或驱动程序的兼容性。
• pinctrl-names 和 pinctrl-0：指定使用的 PINCTRL 配置集。
• gpio_pin：定义 GPIO 引脚的节点。
  • gpio-hog：表示将该 GPIO 引脚设置为永久控制模式，以确保其在系统运行时一直被控制。
  • gpios：指定 GPIO 控制器的引用和引脚编号，以及引脚的激活电平。
  • input：将引脚配置为输入模式。
  • interrupts：指定触发中断的相关设置（如中断线号、中断触发类型等）。

以上配置实际上是在设备树中定义了一个 GPIO 控制器 gpio_controller，将其第0号引脚配置为输入，启用中断，以便该引脚可以读取传感器信号并触发中断事件。

PINCTRL 配置：
将 GPIO 引脚配置为特定功能通常需要 PINCTRL 的参与。以下是一个示例 PINCTRL 的设备树配置：

pinctrl_gpio: gpio-pinctrl {
    gpio-controller;
    gpios = <&gpio_controller 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

    pinctrl_gpio_example: gpio-example-pins {
        pingroups = <&gpio_example_pins>;
    };
};

gpio_example_pins: gpio_example_pins {
    pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_example_mode>;
};

pinctrl_gpio_example_mode: gpio_example_mode {
    rockchip,pins = ;
};

上面的设备树片段定义了一个名为 gpio_controller 的 GPIO 控制器，并将其第0号引脚配置为 GPIO 功能。然后，定义了一个名为 gpio_example_pins 的 PINCTRL 配置集，用于将 GPIO 引脚配置为具体的功能模式。在此示例中，我们将 GPIO 引脚 RK_GPIO4（在 Rockchip 平台上的GPIO编号）配置为 GPIO 功能。

综上所述，以上设备树配置演示了如何通过 GPIO 配置和 PINCTRL 来定义和配置一个 GPIO 引脚，并将其设置为输入模式以读取信号，并通过 PINCTRL 指定其特定功能模式。实际的设备树配置可能因具体的硬件平台和需求而有所不同。