Firefly-RK3128主板GPIO引腳介紹

GPIO, 全稱(chēng) General-Purpose Input/Output（通用輸入輸出），是一種軟件運(yùn)行期間能夠動(dòng)態(tài)配置和控制的通用引腳。 Firefly-RK3128 有 4 組 GPIO bank： GPIO0，GPIO1, GPIO2, GPIO3。每組又以 A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7 作為編號(hào)區(qū)分。 每個(gè) GPIO 口除了通用輸入輸出功能外，還可能有其它復(fù)用功能，例如 GPIO1_C2，可以復(fù)用成以下功能之一：

• GPIO1_C2
• SDMMC0_D0
• UART2_TX

每個(gè) GPIO 口的驅(qū)動(dòng)電流、上下拉和重置后的初始狀態(tài)都不盡相同，詳細(xì)情況請(qǐng)參考《RK3128 規(guī)格書(shū)》中的 “RK3128 function IO description” 一章。

Firefly-RK3128 的 GPIO 驅(qū)動(dòng)是在以下 pinctrl 文件中實(shí)現(xiàn)的：

其核心是填充 GPIO bank 的方法和參數(shù)，并調(diào)用 gpiochip_add 注冊(cè)到內(nèi)核中。

開(kāi)發(fā)板有兩個(gè)電源 LED 燈是 GPIO 口控制的，分別是：

從電路圖上看，GPIO 口輸出低電平時(shí)燈亮，高電平時(shí)燈滅。

下面以電源 LED 燈的驅(qū)動(dòng)為例，講述如何在內(nèi)核編寫(xiě)代碼控制 GPIO 口的輸出。

首先需要在 rk3128-firerpime.dts 中增加驅(qū)動(dòng)的資源描述：

這里定義了兩顆 LED 燈的 GPIO 設(shè)置：

GPIO_ACTIVE_LOW 表示低電平有效（燈亮），如果是高電平有效，需要替換為 GPIO_ACTIVE_HIGH 。 之后在驅(qū)動(dòng)程序中加入對(duì) GPIO 口的申請(qǐng)和控制則可：

of_get_named_gpio_flags 從設(shè)備樹(shù)中讀取 led-power 的 GPIO 配置編號(hào)和標(biāo)志，gpio_is_valid 判斷該 GPIO 編號(hào)是否有效，gpio_request 則申請(qǐng)占用該 GPIO。如果初始化過(guò)程出錯(cuò)，需要調(diào)用 gpio_free 來(lái)釋放之前申請(qǐng)過(guò)且成功的 GPIO 。

調(diào)用 gpio_direction_output 就可以設(shè)置輸出高還是低電平，因?yàn)槭?GPIO_ACTIVE_LOW ，如果要燈亮，需要寫(xiě)入 0 。

實(shí)際中如果要讀出 GPIO，需要先設(shè)置成輸入模式，然后再讀取值：

下面是常用的 GPIO API 定義：

如何定義 GPIO 有哪些功能可以復(fù)用，在運(yùn)行時(shí)又如何切換功能呢？以 I2C1 為例作簡(jiǎn)單的介紹。查規(guī)格表可知，I2C1_SDA 與 I2C1_SCL 的功能定義如下：

在 /kernel/arch/arm/boot/dts/rk312x.dtsi 里有：

此處，跟復(fù)用控制相關(guān)的是 pinctrl- 開(kāi)頭的屬性：

• pinctrl-names 定義了狀態(tài)名稱(chēng)列表： default (i2c 功能) 和 gpio 兩種狀態(tài)。
• pinctrl-0 定義了狀態(tài) 0 (即 default）時(shí)需要設(shè)置的 pinctrl: i2c1_sda 和 i2c1_scl
• pinctrl-1 定義了狀態(tài) 1 (即 gpio)時(shí)需要設(shè)置的 pinctrl: i2c1_gpio

這些 pinctrl 在 /kernel/arch/arm/boot/dts/rk312x-pinctrl.dtsi 中定義：

I2C1_SDA, I2C1_SCL 的定義在 /kernel/arch/arm/boot/dts/include/dt-bindings/pinctrl/rockchip-rk312x.h 中：

FUN_TO_GPIO 的定義在 /kernel/arch/arm/boot/dts/include/dt-bindings/pinctrl/rockchip.h 中：

也就是說(shuō) FUNC_TO_GPIO(I2C1_SDA) == GPIO0_A3, FUNC_TO_GPIO(I2C1_SCL) == GPIO7_A2 。 像 0x0a31 這樣的值是有編碼規(guī)則的：

0x0a31 就表示 GPIO0_A3 func1, 即 I2C1_SDA 。

在復(fù)用時(shí)，如果選擇了 “default” （即 i2c 功能),系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用 i2c1_sda 和 i2c1_scl 這兩個(gè) pinctrl，最終得將 GPIO0_A3 和 GPIO0_A2 兩個(gè)針腳切換成對(duì)應(yīng)的 i2c 功能；而如果選擇了 “gpio” ，系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用 i2c1_gpio 這個(gè) pinctrl，將 GPIO0_A3 和 GPIO0_A2 兩個(gè)針腳還原為 GPIO 功能。我們看看 i2c 的驅(qū)動(dòng)程序 /kernel/drivers/i2c/busses/i2c-rockchip.c 是如何切換復(fù)用功能的：

首先是調(diào)用 of_get_gpio 取出設(shè)備樹(shù)中 i2c1 結(jié)點(diǎn)的 gpios 屬于所定義的兩個(gè) gpio:

然后是調(diào)用 devm_gpio_request 來(lái)申請(qǐng) gpio，接著是調(diào)用 pinctrl_lookup_state 來(lái)查找 “gpio” 狀態(tài)，而默認(rèn)狀態(tài) “default” 已經(jīng)由框架保存到 i2c->dev-pins->default_state 中了。最后調(diào)用 pinctrl_select_state 來(lái)選擇是 “default” 還是 “gpio” 功能。 下面是常用的復(fù)用 API 定義：