英創(chuàng)信息技術嵌入式主板支持精確延時操作之二介紹

在《英創(chuàng)嵌入式主板支持精確延時操作》這篇文章中已經(jīng)講解了如何在EM335x系列的主板中進行精確延時的操作?，F(xiàn)在英創(chuàng)公司已經(jīng)將這部分工作移植到了EM9x60系列的主板中，這樣用戶在EM9x60上面同樣也可以進行精確延時的操作。

以EM9160工控主板為例，用其內部的定時器來實現(xiàn)精確延時的功能，EM9160內部定時器的輸入時鐘為50MHz，單位時間為20ns，通過將Linux系統(tǒng)的mem設備文件和mmap()函數(shù)結合起來使用，可直接對EM9160內部定時器的寄存器進行操作。為了使用示波器查看定時器的工作效果，再通過同樣的方式控制GPIO，通過mmap()的方式操作一路GPIO，在定時器開始計數(shù)和結束計數(shù)的時候進行拉高拉低的操作，這樣就能清楚直觀的在示波器中看到實際的延時時間。實現(xiàn)：（1）設置GPIO，（2）啟動定時器，當檢測到定時器計數(shù)完畢，（3）再設置GPIO，共三個步驟，就可產(chǎn)生精確時間間隔的脈沖。

將/dev/mem/設備文件中定時器的地址映射到用戶進程空間的代碼：
void *timer_em9x60_pin_config(unsigned int BASE)
{
int mem_fd;
void *base;
mem_fd = open('/dev/mem', O_RDWR|O_SYNC);
printf('mem_fd is %d\n', mem_fd);
/* mmap Timer */
base = mmap(
NULL, //起始地址
DMTIMER_DEV_SIZE,//映射的文件內容的大小
PROT_READ|PROT_WRITE,//映射區(qū)域可讀可寫
MAP_SHARED,//映射區(qū)域的寫入數(shù)據(jù)會寫回到原來的文件
mem_fd,
BASE //被映射的硬件地址
);
close(mem_fd);
return base;
}

成功執(zhí)行時，mmap()函數(shù)返回被映射區(qū)的指針。普通文件被映射到進程地址空間后，進程可以像訪問普通內存一樣對文件進行訪問，不必再調用read()，write()等操作。只需要使用返回的地址指針在對應的寄存器的偏移地址賦值，就可以完成操作。在例程中已經(jīng)將函數(shù)接口引出（詳細的代碼請參考例程）：
ptr=Timer_Init(); //初始化，將定時器地址映射到用戶進程
ptr1=PMC_Init(); //初始化定時器時鐘
Timer_Start(ptr, ptr1, GPIO1, 0x00ff); //啟動定時器，并設置時間和哪一位GPIO

定時器是從0計數(shù)到0xffff，需要實現(xiàn)定時功能，我們就要改變定時器的初值，上面的程序中0x00ff為定時器的初值，前面提到過由于EM9160定時器時鐘為50MHz，所以定時器單位時間為1/50000000=20ns，假設程序訪問寄存器還需要花費時間T0，在計算初值的時候，就需要加上這一部分時間才能保證準確性，因此定時器取值的計算公式為：

T = 目標延時 / 20ns - T0

經(jīng)過測試，執(zhí)行一次程序訪問寄存器所需花費的時間大約為T0=600ns。舉個例子，比如目標延時為2μs，那么定時器初值為：(2000/20)-0x1b，也就是0x0049，測試的時候帶入這個值，再進行微調，即可得到想要的結果。

使用英創(chuàng)工控主板運行例程測試，分別測試延時1μs，1.5μs，2μs，5μs，時的精度，結果如下：

1μs的測試波形

1.5μs的測試波形

2μs的測試波形

5μs的測試波形

10μs的測試波形

可以看到，在1μs時，誤差范圍在±200ns左右，隨著延時的增加，精確度將越來越高，在10μs的時候，誤差已經(jīng)非常小了。

通過以上方案實現(xiàn)了在用戶進程對精確延時的操作，詳細的操作代碼請參考例程。

注意事項：我們推薦客戶直接使用例程中引出的接口進行操作，不推薦客戶對硬件訪問這一部分代碼進行修改，以免在操作的時候出現(xiàn)無法預估的錯誤。