By Toradex胡珊逢
簡介
Verdin AM62 是 Toradex 基于 TI AM623/AM625 SoC 的 Arm 計算機模塊另凌。它最多提供 4 個 A53 和 1 個 M4F 處理器蛀缝。這是 TI 基于其 K3 平臺的處理器冬阳，雖然和 NXP 的 iMX8M Mini/Plus 都使用 A53 核心撩鹿，但是由于架構(gòu)不同，在 Linux 系統(tǒng)中配置外設(shè)的方式也不同栈拖。文章將介紹如何配置 AM62 的引腳復(fù)用關(guān)系司草。
硬件介紹
Verdin AM62?所使用的 AM623/AM625 處理器的 GPIO 控制器如下圖所示。GPIO 控制器根據(jù)不同的處理器可能有多個模塊兜喻，AM623/AM625 擁有一個 MCU_GPIO0梦染，一個 GPIO0 和一個 GPIO1 共三個模塊。每個模塊有 9 個 bank朴皆，每個 bank 有 16 個引腳帕识，所以理論上最多有 3x9x46 = 432 個引腳。但 AM623/AM625 SoC 并不能使用所有引腳遂铡，SoC 實際可用的為 198 個引腳肮疗。Verdin AM62 模塊并沒有把 SoC 的引腳都引出，因而可用的引腳少于 198忧便。
Device Tree 配置
在寫本文章時族吻，Verdin AM62 使用?toradex_ti-linux-6.1.y分支內(nèi)核帽借。每個 GPIO 根據(jù)用途的不同，相應(yīng)的配置分布在多個 device tree 文件中超歌。如下圖砍艾，k3-am62-mcu.dtsi 和 k3-am62-main.dtsi 中定義了三個 GPIO 控制器模塊以及對應(yīng)的物理地址，k3-am62-verdin.dtsi 中包含每個引腳的具體配置巍举。三個 GPIO 控制器分為兩種脆荷，MCU_GPIO 和 GPIO0/1，它們可以使用各自專門的函數(shù)來配置所控制的引腳懊悯。&mcu_pmx0 和 &main_pmx0 分別使用 AM62X_MCU_IOPAD 和 AM62X_IOPAD 配置蜓谋。下面將介紹如何修改和使用 mcu_gpio0，main_gpio0 和 main_gpio1 模塊所控制的引腳炭分。
我們分別選擇來自如下三個不同 IO 控制器的引腳桃焕，分別是 SOIDMM 19、21捧毛、61观堂。 查看?Verdi AM62 Datatsheet?的 Table 12: Alternate functions 可以確定對應(yīng)引腳的 SoC Ball ID 和 SoC ball name。在 TI?AM623/AM625處理器的 Datasheet 中 Table 6-1. Pin Attributes 可以找到對應(yīng) SoC Ball ID 的 PADCONFIG Address呀忧。有了這些信息就能夠在 Device tree 中進行配置师痕。
SODIMMSoC Ball IDSoC ball namePADCONFIG AddressALT7
61A6MCU_UART0_CTSn0x0408401CMCU_GPIO0_7
21U24GPMC0_AD150x000F4078GPIO0_30
19A14SPI0_CLK0x000F41BCGPIO1_17
SODIMM 19
k3-am62-verdin.dtsi 中提供了默認引腳的配置。Toradex 在代碼中做了詳細的注釋而账，例如以 SODIMM 19 為關(guān)鍵字搜索胰坟，可以找到該引腳的默認配置，這里發(fā)現(xiàn)關(guān)于 SODIMM 19 的配置有兩個泞辐。SODIMM 19 屬于 GPIO1 控制器笔横，所以該配置是 main_pmx0 下面的子節(jié)點，并使用 AM62X_IOPAD 函數(shù)進行配置铛碑。A14（Ball ID）的 PADCONFIG 地址是 0x000F41BC狠裹，對應(yīng)的掩碼是 0x1fff，AM62X_IOPAD 使用 0x01bc汽烦。 PIN_OUTPUT/PIN_INPUT 表示把該引腳配置為輸出/輸入狀態(tài)涛菠。數(shù)字 2 表示該引腳使用第二個復(fù)用配置，即當(dāng)作 PWM1_A 使用撇吞。數(shù)字 7 表示該引腳使用第七個復(fù)用配置俗冻，即當(dāng)作 GPIO 使用。引腳所有可用的復(fù)用關(guān)系可在 Verdi AM62 Datatsheet Table 12: Alternate functions 查看牍颈。AM62 處理器的引腳最多可以有 10 個復(fù)用配置可選迄薄，在 Table 12 中由 ALT0 到 ALT9 表示。部分引腳可能少于 10 個復(fù)用配置煮岁。后面的注釋中讥蔽，A14 為 SoC Ball ID涣易，SPI0_CLK 是 SoC Ball Name，GPIO1_17 指當(dāng)前選擇第七個復(fù)用配置冶伞，作為 GPIO 對應(yīng)的編號 GPIO1_17新症。當(dāng)配置為 PWM 功能時就由 GPIO1_17 改為 EHRPWM1_A。在修改為其他復(fù)用配置后响禽，建議也對應(yīng)修改注釋徒爹，便于理解代碼。
/* Verdin PWM_3_DSI */
pinctrl_epwm1_a: main-epwm1a-pins-default {
? pinctrl-single,pins = <
? ? ? AM62X_IOPAD(0x01bc, PIN_OUTPUT, 2)?
? ? ? /* (A14) SPI0_CLK.EHRPWM1_A */ /* SODIMM 19 */
? >;
};
pinctrl_pwm3_dsi_gpio: main-gpio1-17-pins-default {
? pinctrl-single,pins = <
? ? ? AM62X_IOPAD(0x01bc, PIN_INPUT, 7)?
? ? ? /* (A14) SPI0_CLK.GPIO1_17 */ /* SODIMM 19 */
? >;
};
上面 AM62X_IOPAD 中配置的 PIN_OUTPUT/PIN_INPUT 將設(shè)置 PADCONFIG 的寄存器芋类。PIN_OUTPUT/PIN_INPUT 在 k3-pinctrl.h 定義隆嗅。
/* Only these macros are expected be used directly in device tree files */
#define PIN_OUTPUT ? ? ? ?(INPUT_DISABLE | PULL_DISABLE)
#define PIN_OUTPUT_PULLUP ? ?(INPUT_DISABLE | PULL_UP)
#define PIN_OUTPUT_PULLDOWN ? ?(INPUT_DISABLE | PULL_DOWN)
#define PIN_INPUT ? ? ? ?(INPUT_EN | PULL_DISABLE)
#define PIN_INPUT_PULLUP ? ?(INPUT_EN | PULL_UP)
#define PIN_INPUT_PULLDOWN ? ?(INPUT_EN | PULL_DOWN)
PIN_OUTPUT/PIN_INPUT 定義的值最終被寫入 Pad Configuration 寄存器，具體的說明可以參考 AM623/625 的?Technical Reference Manual中 Table 6-2045. Description Of The Pad Configuration Register Bits 相關(guān)說明侯繁。
根據(jù) pinctrl_epwm1_a 查找胖喳，發(fā)現(xiàn)該引腳被分配到 epwm1，為了將 SODIMM 19 作為 GPIO 使用巫击，在device tree 需要確保 epwm1 處于 disabled 狀態(tài)禀晓。
/* Verdin PWM_3_DSI */
&epwm1 {
? pinctrl-names = "default";
? pinctrl-0 = <&pinctrl_epwm1_a>;
? status = "disabled";
};
如果使用 k3-am625-verdin-nonwifi-dev.dtb，那么在 k3-am62-verdin-dev.dtsi 中需要將 epwm1 禁用坝锰。
/* Verdin PWM_3_DSI */
&epwm1 {
status = "disabled";
};
在 k3-am62-verdin.dtsi 的 main_gpio1 可以為 GPIO1 控制器的引腳添加 line-name，這樣在 Linux 中 libgpiod 就能夠使用更直觀 line-name 直接訪問引腳重付。gpio-line-names 從 gpio1_0 開始為每個引腳添加 line-name顷级，gpio1_17 則設(shè)置為 SODIMM_19。
&main_gpio1 {
gpio-line-names =
"", /* 0 */
"",
"",
"",
"",
"",
"",
"",
"",
"",
"", /* 10 */
"",
"",
"",
"",
"SODIMM_15",
"SODIMM_16",
"SODIMM_19",
由于 SOIDMM 19 屬于 GPIO1 控制器确垫，在 k3-am62-verdin-dev.dtsi 中需要添加 main_gpio1 節(jié)點并將 pinctrl_pwm3_dsi_gpio 添加到節(jié)點中弓颈。
&main_gpio1 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_pwm3_dsi_gpio>;
};
SODIMM 21
SODIMM 21 也是類似的方法。在 Verdi AM62 Datatsheet Table 12: Alternate functions 中看到 SOIDMM 21 對應(yīng)的 SoC Ball ID 為 U24删掀，第七復(fù)用配置 ALT7 可以作為 GPIO 功能翔冀，編號 GPIO0_30，這屬于 GPIO0 控制器披泪。TI?AM623/AM625處理器的 Datasheet 中 Table 6-1. Pin Attributes 中找到 U24 對應(yīng)的 PADCONFIG Address 是 0x000F4078纤子。因此，在 AM62X_IOPAD 使用 0x0078款票。
/* Verdin DSI_1_BKL_EN */
pinctrl_dsi1_bkl_en: main-gpio0-30-pins-default {
pinctrl-single,pins = <
?AM62X_IOPAD(0x0078, PIN_INPUT,?7)
?/* (U24) GPMC0_AD15.GPIO0_30 */ /* SODIMM 21 */
>;
};
在 main_gpio0 中控硼，GPIO0_30 的 line-name 已經(jīng)被定義為 SODIMM_21。
&main_gpio0 {
gpio-line-names =
"",
"SODIMM_76",
"SODIMM_21",?/* 30 */
SODIMM 21 屬于 GPIO0 控制器艾少，在 k3-am62-verdin-dev.dtsi 中卡乾，將 pinctrl_dsi1_bkl_en 添加到 main_gpio0 節(jié)點中。
&main_gpio0 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_ctrl_sleep_moci>,
<&pinctrl_gpio_5>,
<&pinctrl_gpio_6>,
<&pinctrl_gpio_7>,
<&pinctrl_gpio_8>缚够，
<&pinctrl_dsi1_bkl_en>;
};
SODIMM 61
在 Verdi AM62 Datatsheet 的 Table 12 發(fā)現(xiàn) SODIMM 61 對應(yīng) ALT7 為 MCU_GPIO0_7幔妨，SoC Ball ID 為 A6鹦赎，SoC ball name 為 MCU_UART0_CTSn。在 TI AM623/AM625 處理器的 Datasheet 中 Table 6-1 中對應(yīng)的 PADCONFIG Address 是 0x0408401C误堡。使用 0x010c 作為關(guān)鍵字在 k3-am62-verdin.dtsi 檢索只發(fā)現(xiàn)下面配置钙姊，但該子節(jié)點屬于 main_pmx0 而非為 mcu_pmx0。所以在 k3-am625-verdin-nonwifi-dev.dtb 并未配置 SODIMM 61埂伦。那么就需要在 k3-am62-verdin.dtsi 添加相關(guān)配置煞额。
? pinctrl_sdhci2: main-mmc2-pins-default {
? ? ? pinctrl-single,pins = <
? ? ? ? ? AM62X_IOPAD(0x120, PIN_INPUT, 0)?
? ? ? ? ? /* (C24) MMC2_CMD ? */ /* WiFi_SDIO_CMD ? */
? ? ? ? ? AM62X_IOPAD(0x118, PIN_INPUT, 0)?
? ? ? ? ? /* (D25) MMC2_CLK ? */ /* WiFi_SDIO_CLK ? */
? ? ? ? ? AM62X_IOPAD(0x114, PIN_INPUT, 0)?
? ? ? ? ? /* (B24) MMC2_DAT0 ?*/ /* WiFi_SDIO_DATA0 */
? ? ? ? ? AM62X_IOPAD(0x110, PIN_INPUT, 0)?
? ? ? ? ? /* (C25) MMC2_DAT1 ?*/ /* WiFi_SDIO_DATA1 */
? ? ? ? ? AM62X_IOPAD(0x10c, PIN_INPUT, 0)?
? ? ? ? ? /* (E23) MMC2_DAT2 ?*/ /* WiFi_SDIO_DATA2 */
在 mcu_pmx0 中把 SODIMM 61 配置作為子節(jié)點添加進去。注意沾谜，由于 SODIMM 61 屬于 MCU_GPIO 控制器膊毁，所以這里使用 AM62X_MCU_IOPAD 來配置。
&mcu_pmx0 {
/* Verdin GPIO_9 */
pinctrl_gpio_9: mcu-gpio0-7-pins-default {
pinctrl-single,pins = <
AM62X_MCU_IOPAD(0x001c, PIN_INPUT, 7)
/* (A6) MCU_UART0_CTSn.MCU_GPIO0_7 */ /* SODIMM 61 */
>;
};
在 &mcu_gpio0 中第八個位置添加 MCU_GPIO0_7 對應(yīng)的 line-name 為 SODIMM_61基跑。其中第一行 SODIMM_244 對應(yīng)的是 MCU_GPIO0_0婚温，第二行 SODIMM_206 對應(yīng)的是 MCU_GPIO0_1。
&mcu_gpio0 {
gpio-line-names =
"SODIMM_244",
"SODIMM_206",
"SODIMM_208",
"SODIMM_210",
"SODIMM_212",
"",
"",
"SODIMM_61",
在 k3-am62-verdin-dev.dtsi 中的 mcu_gpio0 節(jié)點中添加前面配置的 pinctrl_gpio_9媳否。
&mcu_gpio0 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_1>,
<&pinctrl_gpio_2>,
<&pinctrl_gpio_3>,
<&pinctrl_gpio_4>,
<&pinctrl_pcie_1_reset>,
<&pinctrl_gpio_9>;
};
引腳測試
上面配置完成后栅螟，重新編譯 device tree，并部署到的開發(fā)板上篱竭。
make ti/k3-am625-verdin-nonwifi-dev.dtb
重啟后使用?gpioinfo?命令找到上面配置三個引腳在 Linux 系統(tǒng)中對應(yīng)的 bank 和 line 編號力图。
gpiochip1 - 24 lines:
line ? 7: ?"SODIMM_61" ? ? ? unused ? input ?active-high
gpiochip2 - 92 lines:
line ?30: ?"SODIMM_21" ? ? ? unused ? input ?active-high
gpiochip3 - 52 lines:
line ?17: ?"SODIMM_19" ? ? ? unused ? input ?active-high
下面三個命令分別可以把對應(yīng)的引腳拉高或拉低。
root@verdin-am62:~# gpioset 3 17=1
root@verdin-am62:~# gpioset 2 30=1
root@verdin-am62:~# gpioset 1 7=1
root@verdin-am62:~# gpioset 3 17=0
root@verdin-am62:~# gpioset 2 30=0
root@verdin-am62:~# gpioset 1 7=0
除了像上面直接在 user space 控制 GPIO 的狀態(tài)掺逼，驅(qū)動中也可以控制相關(guān)引腳吃媒。例如在 k3-am62-verdin-dev.dtsi 的根節(jié)點下添加一個 LED 子節(jié)點并使用 SOIDMM 61 來控制。首先吕喘，需要把 pinctrl_gpio_9 從原來 &mcu_gpio0 刪除赘那，因為這里該引腳不再作為普通的 GPIO 使用，而是用于 LED 驅(qū)動氯质。在 gpios 參數(shù)中使用 &mcu_gpio0 7 來引用 SODIMM 61募舟。如果是 main_gpio0 控制器下的 SODIMM 21，則對應(yīng)需要使用 &main_gpio0 30 來引用闻察。
? gpio-leds {
? ? ? compatible = "gpio-leds";
? ? ? pinctrl-names = "default";
? ? ? pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_9>;
? ? ? led-yellow {
? ? ? ? ? gpios = <&mcu_gpio0 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
? ? ? ? ? default-state = "on";
? ? ? ? ? label = "status";
? ? ? };
? };
總結(jié)
文章就 AM623/625 SoC 介紹了如何在 Device tree 中配置和使用 GPIO拱礁，需要注意區(qū)分 GPIO 來自哪個控制器，并使用對應(yīng)的函數(shù)和引用符號蜓陌。
