英創(chuàng)信息技術(shù)嵌入式主板支持精確延時(shí)操作之二介紹

在《英創(chuàng)嵌入式主板支持精確延時(shí)操作》這篇文章中已經(jīng)講解了如何在EM335x系列的主板中進(jìn)行精確延時(shí)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(jìn)行精確延時(shí)的操作。

以EM9160工控主板為例，用其內(nèi)部的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)的功能，EM9160內(nèi)部定時(shí)器的輸入時(shí)鐘為50MHz，單位時(shí)間為20ns，通過將Linux系統(tǒng)的mem設(shè)備文件和mmap()函數(shù)結(jié)合起來使用，可直接對(duì)EM9160內(nèi)部定時(shí)器的寄存器進(jìn)行操作。為了使用示波器查看定時(shí)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(shí)器開始計(jì)數(shù)和結(jié)束計(jì)數(shù)的時(shí)候進(jìn)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(shí)際的延時(shí)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)：（1）設(shè)置GPIO，（2）啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)檢測(cè)到定時(shí)器計(jì)數(shù)完畢，（3）再設(shè)置GPIO，共三個(gè)步驟，就可產(chǎn)生精確時(shí)間間隔的脈沖。

將/dev/mem/設(shè)備文件中定時(shí)器的地址映射到用戶進(jìn)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(nèi)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(huì)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(shí)，mmap()函數(shù)返回被映射區(qū)的指針。普通文件被映射到進(jìn)程地址空間后，進(jìn)程可以像訪問普通內(nèi)存一樣對(duì)文件進(jìn)行訪問，不必再調(diào)用read()，write()等操作。只需要使用返回的地址指針在對(duì)應(yīng)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(xì)的代碼請(qǐng)參考例程）：
ptr=Timer_Init(); //初始化，將定時(shí)器地址映射到用戶進(jìn)程
ptr1=PMC_Init(); //初始化定時(shí)器時(shí)鐘
Timer_Start(ptr, ptr1, GPIO1, 0x00ff); //啟動(dòng)定時(shí)器，并設(shè)置時(shí)間和哪一位GPIO

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

T = 目標(biāo)延時(shí) / 20ns - T0

經(jīng)過測(cè)試，執(zhí)行一次程序訪問寄存器所需花費(fèi)的時(shí)間大約為T0=600ns。舉個(gè)例子，比如目標(biāo)延時(shí)為2μs，那么定時(shí)器初值為：(2000/20)-0x1b，也就是0x0049，測(cè)試的時(shí)候帶入這個(gè)值，再進(jìn)行微調(diào)，即可得到想要的結(jié)果。

使用英創(chuàng)工控主板運(yùn)行例程測(cè)試，分別測(cè)試延時(shí)1μs，1.5μs，2μs，5μs，時(shí)的精度，結(jié)果如下：

1μs的測(cè)試波形

1.5μs的測(cè)試波形

2μs的測(cè)試波形

5μs的測(cè)試波形

10μs的測(cè)試波形

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

通過以上方案實(shí)現(xiàn)了在用戶進(jìn)程對(duì)精確延時(shí)的操作，詳細(xì)的操作代碼請(qǐng)參考例程。

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