i.MX6ULL配置GPIO一共需要幾步？
正如學習C語言時寫的第一段代碼都是“HelloWorld！”，接觸一款新的處理器時往往是從點亮一個LED開始；而點亮一個LED，則需要操作這款芯片的GPIO外設。
那么作為廣受歡迎的i.MX6ULL處理器，它的GPIO外設應該如何配置呢？今天小編就將通過飛凌嵌入式的OKMX6ULL-S開發(fā)板來為大家詳細介紹。
一、i.MX6ULL處理器的GPIO配置
i.MX6ULL運行的是Linux系統(tǒng)，眾所周知Linux下一切皆文件。在Linux系統(tǒng)當中，有一個文件專門用于配置處理器的各個外設，包括GPIO，這個文件被稱為 “設備樹”，i.MX6ULL的設備樹在內核源碼中的路徑為： arch/arm/boot/dtbs/。
在這個路徑下我們可以看到很多設備樹文件，我們要使用的設備樹是： okmx6ull-s-emmc.dts以及 okmx6ull-s-nand.dts。打開以上任意一個設備樹文件，可以看到二者均引用了 imx6ull-14x14-evk.dts，因此對設備樹的修改都是基于imx6ull-14x14-evk.dts。
找到其中的 &iomuxc 節(jié)點，可以看到在 pinctrl_hog_1:hoggrp-1 節(jié)點下已有部分GPIO復用，內容如下：
1、 硬件原理分析
查看硬件原理圖，6ULL-S底板上有兩個LED，以LED2為例，LED2的陰極接在了GPIO9引腳上，當GPIO9為低時，LED點亮。
打開硬件資料/用戶手冊/FETMX6ULx-S核心板管腳功能分配表20200624.xlsx，通過查表得知GPIO9對應的是i.MX6ULL的GPIO1_IO09。
2、 設置引腳復用
3、 注釋掉沖突部分
接下來打開內核源碼中的：
arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dts
因接下來要對GPIO進行操作，為防止該節(jié)點影響，需要注釋掉設備樹中的LED節(jié)點，如下圖紅框中所示：
4、 更新設備樹
重新編譯設備樹，命令如下：
/opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.0.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi //執(zhí)行環(huán)境變量
make dtbs 這條命令會編譯所有的設備樹，編譯后再次查看確認已經生成新的dtb文件。
接下來，我們將剛剛生成的設備樹文件拷貝到OKMX6ULL-S開發(fā)板——可以通過U盤，也可以通過TFTP、NFS、FTP這樣的網絡服務將生成的dtb文件拷貝到開發(fā)板上。
以eMMC版本為例，我們可以直接將設備樹文件：okmx6ull-s-emmc.dtb拷貝到/run/media/mmcblk1p1/路徑下，替換掉該路徑下的同名文件，之后重啟開發(fā)板。
5、 操作GPIO
1. 計算對應sys/class/gpio的值GPIOn_IOx= (n-1)*32 + x
GPIO1_IO09=（1- 1）*32 + 9 = 9
2. 將GPIO1_IO09=設置為輸出
echo9 > /sys/class/gpio/export 用于通知系統(tǒng)需要導出控制的GPIO引腳編號
echo"out" > /sys/class/gpio/gpio9/direction 控制為輸出
echo"1" > /sys/class/gpio/gpio9/value 輸出為高電平，LED熄滅
或者echo"0" > /sys/class/gpio/gpio9/value輸出為低電平，LED點亮
echo9 > /sys/class/gpio/unexport 通知系統(tǒng)取消導出
6、 GPIO參數詳解
現在我們轉過頭來了解一下剛剛都用到了哪些參數：
MX6UL_PAD_GPIO1_IO09__GPIO1_IO09這一長串，是一個宏定義，可以在 imx6ul-pinfunc.h文件當中查看，細心的小伙伴可能已經注意到了imx6ul-pinfunc.h這個文件是6UL的，這是因為 imx6ull-pinfunc.h引用了imx6ul-pinfunc.h，并且增加了部分內容。
打開arch/arm/boot/dtbs/imx6ul-pinfunc.h文件，找到MX6UL_PAD_GPIO1_IO09的宏定義如下：
這些宏定義就是GPIO1_IO09這個引腳可以復用的功能。每一個宏定義后面都有5個參數，再加上剛剛我們在&iomuxc節(jié)點下配置的0x17059一共是6個參數，通過它們就可以完成一個GPIO的配置了，這6個參數分別為：
mux_ctrl_ofs：MUX寄存器偏移地址
pad_ctrl_o fs：PAD寄存器偏移地址
sel_input_ofs：輸入選擇寄存器偏移地址
mux_mode：MUX寄存器值
sel_input：輸入選擇寄存器值
pad_ctrl：PAD寄存器值
以上6個參數對應了3個寄存器的偏移地址和寄存器值。我們接下來重點介紹一下MUX寄存器和PAD寄存器。
1. MUX寄存器
全名是SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO09，意為GPIO復用寄存器，在i.MX6ULL的數據手冊有它的詳細介紹，我們可以從飛凌官方提供的資料中找到：硬件資料/數據手冊/i.MX6ULLRM.pdf。
打開32.6.16小節(jié)，可以看到寄存器偏移地址和我們官方提供的文件中是一致的。而ALT0-ALT8則分別對應了這個GPIO可以復用的功能， 0x5對應的就是將GPIO5_IO09復用成GPIO1_IO09。
2. PAD寄存器
全稱SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO09，意為GPIO電氣參數配置寄存器，這個是我們需要重點關注的內容，因為無論是剛剛提到的MUX寄存器，還是輸入選擇寄存器，NXP官方都已經為我們寫好了宏定義，但是這個寄存器的值，需要用戶根據自身需求來設置，參考的資料依舊是i.MX6ULLRM.pdf，在32.6.162小節(jié)，有關于PAD寄存器每一位的詳細解釋。
HYS(bit16)：使能遲滯比較器，當IO作為輸入功能的時候有效，開啟遲滯比較器可以濾掉一些干擾。這一位為0時禁止遲滯比較器，為1時使能遲滯比較器。
PUS(bit15:14)：設置上下拉電阻，一共有四種選項可以選擇：
PUE(bit13)：當IO作為輸入的時候，這一位用來設置IO使用上下拉還是狀態(tài)保持器。當為0的時候使用狀態(tài)保持器，當為1的時候使用上下拉。狀態(tài)保持器在IO作為輸入的時候才有用，顧名思義，就是當外部電路斷電以后此IO口可以保持住以前的狀態(tài)。
PKE(bit12)：此位用來使能或者禁止上下拉/狀態(tài)保持器功能，這一位為0時禁止上下拉/狀態(tài)保持器，為1時使能上下拉和狀態(tài)保持器。
ODE(bit11)：開漏使能，當IO作為輸出的時候，用來禁止或者使能開漏輸出，這一位為0的時候禁止開漏輸出，為1的時候就使能開漏輸出功能。
SPEED(bit7:6)：當IO用作輸出的時候，此位用來設置IO速度。
DSE(bit5:3)：當IO用作輸出的時候用來設置IO的驅動能力，可以簡單理解為IO口上串聯的電阻大小，電阻越小驅動能力越強，總共有8個可選項：
SRE(bit0)：IO翻轉速度，為1時IO電平跳變時間更快，對應波形更陡；為0時IO電平跳變時間要慢一些，波形也更平緩。
介紹完了PAD寄存器的每一位，我們再回頭看一下剛剛配置的0x17059，將它展開成二進制為：0001 0111 0000 0101 1001。
bit15:14設置為01，對應的是100K上拉，這是因為LED的陰極接到了GPIO上，保持默認狀態(tài)下LED為熄滅狀態(tài)。
bit5:3，這里配置的是R0/6，小伙伴們也可以試一下配置成其他的值，觀察LED的亮度會不會有變化。
以上就是為i.MX6ULL處理器配置GPIO的全過程，希望能夠對屏幕前的各位工程師小伙伴有所幫助。想要了解更多有關FETMX6ULL-S詳情和資料，可點擊下方鏈接進入飛凌嵌入式官網。
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