飛凌嵌入式技術帖——i.MX9352的GPIO怎么用？

之前小編為大家介紹過在飛凌嵌入式i.MX6ULL開發(fā)板上操作GPIO的方法。本期，讓我們一起走近i.MX9352處理器，深入了解這位i.MX系列新成員的GPIO該如何操作，以及它與前輩i.MX6ULL處理器又有哪些異同。

01 硬件原理分析

以點燈和按鍵為例，打開飛凌嵌入式OK-MX9352-C開發(fā)板的原理圖，可以看到一顆LED燈，它由MX93_PAD_CCM_CLKO4控制。由于這一個GPIO屬于1.8V電平域，所以在OK-MX9352-C開發(fā)板的底板上并沒有直接將GPIO接到LED上，而是用GPIO控制了一個MOS管，再由MOS管去控制LED的亮滅——當GPIO電平為高時，MOS導通，LED點亮；當GPIO電平為低時，MOS關斷，LED熄滅。

02 設備樹引腳復用

打開飛凌嵌入式OK-MX9352-C開發(fā)板的設備樹：

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

在iomuxc節(jié)點下新建一組引腳復用，復用的兩個GPIO分別是底板上的LED燈D6和按鍵K1。

接下來新建一個GPIO節(jié)點，內容如下：

注釋掉LED和KEY部分，防止復用沖突：

保存退出后重新編譯設備樹。

執(zhí)行環(huán)境變量：

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

單獨編譯設備樹：

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

編譯完成后，單獨更新設備樹。首先將U盤插到虛擬機上，將生成的設備樹文件拷貝到U盤：

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

將生成的dtb文件使用U盤拷貝到OK-MX9352-C開發(fā)板上，替換掉：/run/media/Boot-mmcblk0p1/OK-MX93-C.dtb

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

重啟OK-MX9352-C開發(fā)板。

03 通過命令測試

在OKMX6ULL-S開發(fā)板中，操作GPIO的方式是通過操作/sys/class/gpio下的文件來實現的。而在OK-MX9352-C上，引入了新的Lingpiod的方式，而原有的基于sysfs的操作方式已經不再被支持。

Libgpiod是一種字符設備接口，GPIO訪問控制是通過操作字符設備文件（比如/dev/gpiodchip0）實現的。OK-MX9352-C共有4組GPIO，可以在/dev下查看GPIO設備文件。

Libgpiod可以通過shell終端和C庫兩種方式使用，本節(jié)介紹在shell終端控制GPIO的方法，下一節(jié)我們將會介紹使用C庫的方式控制GPIO。

3.1 gpiodetect

查看所有GPIO設備

這里的gpiochip0- gpiochip4分別對應的是設備樹當中的GPIO1-GPIO4這四組GPIO，但是順序并不是一一對應的，這是由于對應的寄存器地址順序問題導致的。那么goiochip0如何跟設備樹對應起來呢？我們可以打開設備樹當中的dtsi文件，文件路徑為：

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的寄存器基地址為：gpio3: gpio@43820080，對應的是gpiochip1，而GPIO4對應的是gpiochip2。

其余GPIO的對應關系如下，可供大家參考：

3.2 gpioinfo

由3.1可知，LED燈對應的是GPIO4，即gpiochip2；按鍵對應的是GPIO3，即gpiochip1。列出gpiochip2控制器的引腳情況：

3.3 gpioset

該命令用于設置GPIO電平，2代表gpiochip2，即GPIO4，28是GPIO pin，當設置該GPIO為1時，底板上的D6點亮。

3.4 gpioget

該命令用于獲取GPIO引腳狀態(tài)，以按鍵為例，按鍵對應的是GPIO3-27，即gpiochip1 27。按鍵沒有按下時，讀取到按鍵狀態(tài)為1，當按鍵按下時，讀到按鍵狀態(tài)為0。

3.5 gpiomon

監(jiān)控GPIO的狀態(tài)是否發(fā)生變化，同樣以按鍵為例，當按鍵按下時：

04 使用Libgpiod庫編程

Libgpiod是用于與Linux GPIO交互的C庫和工具，Linux官方于Linux 4.8 版本引入了Libgpiod的功能。而在OK-MX9352-C開發(fā)板搭載的Linux5.15內核版本中，已經不再支持sysfs的方式操作GPIO。與sysfs相比，Libgpiod更加可靠，具備更多功能，例如，可一次讀寫多個GPIO值。

4.1 源碼獲取

如果想要在PC上交叉編譯出能夠在開發(fā)板上運行的應用，則交叉編譯時鏈接的庫文件應該與開發(fā)板上的保持一致，可以直接把開發(fā)板上的庫拷貝到開發(fā)環(huán)境進行使用。該庫文件在開發(fā)板上的路徑為：

從上圖可以看出，Libgpiod庫的版本為libgpiod.so.2.2.2，軟鏈接到libgpiod.so.2。

在飛凌嵌入式提供的OK-MX9352-C開發(fā)板資料中，已經將所需的庫文件、頭文件以及相關例程進行了打包，用戶可以直接使用。資料路徑為：用戶資料/應用筆記/ OK-MX9352-C-GPIO接口_Linux應用筆記/Libgpiod測試源碼。

4.2 編譯測試例程

將Libgpiod測試源碼目錄下的gpiotest.c、gpio-toggle.c、lib.tar.bz2拷貝到開發(fā)環(huán)境中：

將lib.tar.bz2解壓到本目錄下，編譯時會使用到里邊的gpiod.h文件和Libgpiod庫文件：

示例1

循環(huán)控制LED亮和滅，時間間隔為1s

交叉編譯gpio-toggle.c

設置環(huán)境變量（注意 . 后邊有空格）

交叉編譯

將可執(zhí)行文件gpio-toggle拷貝到開發(fā)板中并執(zhí)行可看到LED（D6）燈1s亮，1s滅。其中輸入參數2、28為：gpiochip2 line28。

示例2

按鍵控制LED亮滅，每按一次狀態(tài)翻轉

交叉編譯gpio-test.c

設置環(huán)境變量（注意點后邊有空格）

交叉編譯

將可執(zhí)行文件gpio-test拷貝到OK-MX9352-C開發(fā)板中并執(zhí)行，可看到每按一次按鍵，LED燈的狀態(tài)就翻轉一次，其中輸入參數1、27為：gpiochip1 line27 ；2、28為：gpiochip2 line28。

以上就是為OK-MX9352-C開發(fā)板配置GPIO的過程，希望能夠對屏幕前的各位工程師小伙伴有所幫助。