【正点原子Linux连载】第十二章官方SDK移植试验--摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

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3）本实例源码下载： 官方SDK移植试验.zip (11.5 MB, 下载次数: 13)

2019-12-7 12:02 上传

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第十二章官方SDK移植试验

       在上一章中，我们参考ST官方给STM32编写的stm32f10x.h来自行编写I.MX6U的寄存器定义文件。自己编写这些寄存器定义不仅费时费力，没有任何意义，而且很容易写错，幸好NXP官方为I.MX6ULL编写了SDK包，在SDK包里面NXP已经编写好了寄存器定义文件，所以我们可以直接移植SDK包里面的文件来用。虽然NXP是为I.MX6ULL编写的SDK包，但是I.MX6UL也是可以使用的！本章我们就来讲解如何移植SDK包里面重要的文件，方便我们的开发。

12.1 I.MX6ULL官方SDK包简介

       NXP针对I.MX6ULL编写了一个SDK包，这个SDK包就类似于STM32的STD库或者HAL库，这个SDK包提供了Windows和Linux两种版本，分别针对主机系统是Windows和Linux。因为我们是在Windows下使用Source Insight来编写代码的，因此我们使用的是Windows版本的。Windows版本SDK里面的例程提供了IAR版本，肯定有人会问既然NXP提供了IAR版本的SDK，那我们为什么不用IAR来完成裸机试验，偏偏要用复杂的GCC？因为我们要从简单的裸机开始掌握Linux下的GCC开发方法，包括Ubuntu操作系统的使用、Makefile的编写、shell等等。如果为了偷懒而使用IAR开发裸机的话，那么后续学习Uboot移植、Linux移植和Linux驱动开发就会很难上手，因为开发环境都不熟悉！再者，不是所有的半导体厂商都会为Cortex-A架构的芯片编写裸机SDK包，我使用过那么多的Cotex-A系列芯片，也就发现了NXP给I.MX6ULL编写了裸机SDK包。而且去NXP官网看一下，会发现只有I.MX6ULL这一款Cotex-A内核的芯片有裸机SDK包，NXP的其它Cotex-A芯片都没有。说明在NXP的定位里面，I.MX6ULL就是一个Cotex-A内核的高端单片机，定位类似ST的STM32H7。说这么多的目的就是想告诉大家，使用Cortex-A内核芯片的时候不要想着有类似STM32库一样的东西，I.MX6ULL是一个特例，基本所有的Cortex-A内核的芯片都不会提供裸机SDK包。因此在使用STM32的时候那些用起来很顺手的库文件，在Cotex-A芯片下基本都需要我们自行编写，比如.s启动文件、寄存器定义等等。

       因为本教程是教大家Linux驱动开发入门的，本教程需要尽可能的降低入门难度，这也是为什么本教程会选择I.MX6U芯片的一个重要的原因，因为其提供了I.MX6ULL的裸机SDK包，大家上手会很容易。I.MX6ULL的SDK包在NXP官网下载，下载界面如图12.1.1所示：

图12.1.1 I.MX6ULL SDK包下载界面

       我们下载图12.1.1中的WIN版本SDK，也就是“SDK2.2_iMX6ULL_WIN”，我们已经下载好放到光盘中，路径为：开发板光盘-> 7、I.MX6U参考资料->3、I.MX6ULLSDK包->SDK_2.2_MCIM6ULL_RFP_Win.exe。双击SDK_2.2_MCIM6ULL_RFP_Win.exe安装SDK包，安装的时候需要设置好安装位置，安装完成以后的SDK包如图12.1.2所示：

图12.1.2 SDK包

       我们本教程不是讲解SDK包如何开发的，我们只是需要SDK包里面的几个文件，所以就不去详细的讲解这个SDK包了，感兴趣的可以看一下，所有的例程都在boards这个文件夹里面。我们重点是需要SDK包里面与寄存器定义相关的文件，一共需要如下三个文件：

       fsl_common.h：位置为SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\drivers\fsl_common.h。

       fsl_iomuxc.h:  位置为SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\drivers\fsl_iomuxc.h。

       MCIMX6Y2.h:位置为SDK_2.2_MCIM6ULL\devices\MCIMX6Y2\MCIMX6YH2.h。

       整个SDK包我们就需要上面这三个文件，把这三个文件准备好，我们后面移植要用。

12.2硬件原理图分析

本章使用到的硬件资源和第八章一样，就是一个LED0。

12.3试验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程->4_ledc_sdk。

12.3.1 SDK文件移植

       使用VSCode新建工程，将fsl_common.h、fsl_iomuxc.h和MCIMX6Y2.h这三个文件拷贝到工程中，这三个文件直接编译的话肯定会出错的！需要对其做删减，因为这三个文件里面的代码都比较大，所以就不详细列出这三个文件删减以后的内容了。大家可以参考我们提供的裸机例程来修改这三个文件，很简单的。修改完成以后的工程目录如图12.3.1.1所示：

图12.3.1.1工程目录

12.3.2 创建cc.h文件

       新建一个名为cc.h的头文件，cc.h里面存放一些SDK库文件需要使用到的数据类型，在cc.h里面输入如下代码：

示例代码12.3.2.1 cc.h文件代码

1.   #ifndef __CC_H
   
2.   #define __CC_H
   
3. /***************************************************************
   
4.   Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019.All rights reserved.
   
5. 文件名    :    cc.h
   
6. 作者      : 左忠凯
   
7. 版本      : V1.0
   
8. 描述      : 有关变量类型的定义，NXP官方SDK的一些移植文件会用到。
   
9. 其他      : 无
   
10. 日志      : 初版V1.0 2019/1/3左忠凯创建
    
11. ***************************************************************/
    
12. 
    
13. /*
    
14.   * 自定义一些数据类型供库文件使用
    
15.   */
    
16. #define     __I    volatile
    
17. #define     __O    volatile
    
18. #define     __IO   volatile
    
19. 
    
20. #define      ON     1
    
21. #define      OFF    0
    
22. 
    
23. typedefsigned   char          int8_t;
    
24. typedefsigned   short  int int16_t;
    
25. typedefsigned   int int32_t;
    
26. typedefunsigned char   uint8_t;
    
27. typedefunsigned short  int uint16_t;
    
28. typedefunsigned int uint32_t;
    
29. typedefunsigned long   long   uint64_t;
    
30. typedefsigned   char   s8;
    
31. typedefsigned   short  int s16;
    
32. typedefsigned   int s32;
    
33. typedefsigned   long   long   int s64;
    
34. typedefunsigned char   u8;
    
35. typedefunsigned short  int u16;
    
36. typedefunsigned int u32;
    
37. typedefunsigned long   long   int u64;
    
38. 
    
39. #endif

复制代码

       在cc.h文件中我们定义了很多的数据类型，因为有些第三方库会用到这些变量类型。

12.3.3编写实验代码

       新建start.S和main.c这两个文件，start.S文件的内容和上一章一样，直接复制过来就可以，创建完成以后工程目录如图12.3.3.1所示：

图12.3.3.1 工程目录文件

       在main.c中输入如下所示代码：

示例代码12.3.3.1 main.c文件代码

1. /**************************************************************
   
2. Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rightsreserved.
   
3. 文件名   : mian.c
   
4. 作者     : 左忠凯
   
5. 版本     : V1.0
   
6. 描述     : I.MX6U开发板裸机实验4 使用NXP提供的I.MX6ULL官方IAR SDK包开发
   
7. 其他     : 前面其他所有实验中，寄存器定义都是我们自己手写的，但是I.MX6U
   
8. 的寄存器有很多，全部自己写太费时间，而且没意义。NXP官方提供了
   
9. 针对I.MX6ULL的SDK开发包，是基于IAR环境的，这个SDK包里面已经提
   
10. 供了I.MX6ULL所有相关寄存器定义，虽然是针对I.MX6ULL编写的，但是同样
    
11. 适用于I.MX6UL。本节我们就将相关的寄存器定义文件移植到Linux环境下，
    
12. 要移植的文件有：
    
13.           fsl_common.h
    
14.           fsl_iomuxc.h
    
15.           MCIMX6Y2.h
    
16. 自定义文件 cc.h
    
17. 日志     : 初版V1.0 2019/1/3 左忠凯创建
    
18. **************************************************************/
    
19.    #include "fsl_common.h"
    
20.    #include "fsl_iomuxc.h"
    
21.    #include "MCIMX6Y2.h"
    
22. 
    
23. /*
    
24.     * @description : 使能I.MX6U所有外设时钟
    
25.     * @param       : 无
    
26.     * @return      : 无
    
27.     */
    
28. void clk_enable(void)
    
29. {
    
30.       CCM->CCGR0 =0XFFFFFFFF;
    
31.       CCM->CCGR1 =0XFFFFFFFF;
    
32. 
    
33.       CCM->CCGR2 =0XFFFFFFFF;
    
34.       CCM->CCGR3 =0XFFFFFFFF;
    
35.       CCM->CCGR4 =0XFFFFFFFF;
    
36.       CCM->CCGR5 =0XFFFFFFFF;
    
37.       CCM->CCGR6 =0XFFFFFFFF;
    
38. 
    
39. }
    
40. 
    
41. /*
    
42.    * @description : 初始化LED对应的GPIO
    
43.    * @param       : 无
    
44.    * @return      : 无
    
45.    */
    
46. void led_init(void)
    
47. {
    
48. /* 1、初始化IO复用 */
    
49.       IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0);
    
50. 
    
51. /* 2、、配置GPIO1_IO03的IO属性
    
52.        *bit 16:0 HYS关闭
    
53.        *bit [15:14]: 00 默认下拉
    
54.        *bit [13]: 0 kepper功能
    
55.        *bit [12]: 1 pull/keeper使能
    
56.        *bit [11]: 0 关闭开路输出
    
57.        *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
    
58.        *bit [5:3]: 110 R0/6驱动能力
    
59.        *bit [0]: 0 低转换率
    
60.        */
    
61.       IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0X10B0);
    
62. 
    
63. /* 3、初始化GPIO,设置GPIO1_IO03设置为输出  */
    
64.       GPIO1->GDIR |=(1<<3);
    
65. 
    
66. /* 4、设置GPIO1_IO03输出低电平，打开LED0 */
    
67.       GPIO1->DR &=~(1<<3);
    
68. }
    
69. 
    
70. /*
    
71.    * @description : 打开LED灯
    
72.    * @param       : 无
    
73.    * @return      : 无
    
74.    */
    
75. void led_on(void)
    
76. {
    
77. /* 将GPIO1_DR的bit3清零     */
    
78.       GPIO1->DR &=~(1<<3);
    
79. }
    
80. 
    
81. /*
    
82.    * @description : 关闭LED灯
    
83.    * @param       : 无
    
84.    * @return      : 无
    
85.    */
    
86. void led_off(void)
    
87. {
    
88. /* 将GPIO1_DR的bit3置1 */
    
89.       GPIO1->DR |=(1<<3);
    
90. }
    
91. 
    
92. /*
    
93.    * @description : 短时间延时函数
    
94.    * @param - n  : 要延时循环次数(空操作循环次数，模式延时)
    
95.    * @return      : 无
    
96.    */
    
97. void delay_short(volatileunsignedint n)
    
98. {
    
99. while(n--){}
    
100. }
     
101. 
     
102. /*
     
103.    * @description : 延时函数,在396Mhz的主频下
     
104.    *                  延时时间大约为1ms
     
105.    * @param - n   : 要延时的ms数
     
106.    * @return       : 无
     
107.    */
     
108. void delay(volatileunsignedint n)
     
109. {
     
110. while(n--)
     
111. {
     
112.           delay_short(0x7ff);
     
113. }
     
114. }
     
115. 
     
116. /*
     
117.    * @description : mian函数
     
118.   * @param      : 无
     
119.   * @return     : 无
     
120.   */
     
121. int main(void)
     
122. {
     
123.      clk_enable(); /* 使能所有的时钟   */
     
124.      led_init();   /* 初始化led        */
     
125. 
     
126. while(1)   /* 死循环   */
     
127. {
     
128.          led_off(); /* 关闭LED          */
     
129.          delay(500); /* 延时500ms        */
     
130. 
     
131.          led_on();  /* 打开LED          */
     
132.          delay(500); /* 延时500ms        */
     
133. }
     
134. 
     
135. return0;
     
136. }

复制代码

    和上一章一样，main.c有7个函数，这7个函数的含义都一样，只是本例程我们使用的是移植好的NXP官方SDK里面的寄存器定义。main.c文件的这7个函数的内容都很简单，前面都讲过很多次了，我们重点来看一下led_init函数中的第31行和第43行，这两行的内容如下：

1. IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,         0);   
   
2. IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,      0X10B0);

复制代码

    这里使用了两个函数IOMUXC_SetPinMux和IOMUXC_SetPinConfig，其中函数IOMUXC_SetPinMux是用来设置IO复用功能的，最终肯定设置的是寄存器“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX”。函数IOMUXC_SetPinConfig设置的是IO的上下拉、速度等的，也就是寄存器“IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX”，所以上面两个函数其实就是上一章中的：

1. IOMUX_SW_MUX->GPIO1_IO03 = 0X5;
   
2. IOMUX_SW_PAD->GPIO1_IO03 = 0X10B0;

复制代码

       函数IOMUXC_SetPinMux在文件fsl_iomuxc.h中定义，函数源码如下：

1. static inline void IOMUXC_SetPinMux(uint32_t muxRegister,
   
2.                                     uint32_t muxMode,
   
3.                                     uint32_t inputRegister,
   
4.                                     uint32_t inputDaisy,
   
5.                                     uint32_t configRegister,
   
6.                                     uint32_t inputOnfield)
   
7. {
   
8.     *((volatile uint32_t *)muxRegister) =
   
9.         IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_MUX_MODE(muxMode) |
   
10. IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_SION(inputOnfield);
    
11. 
    
12.     if (inputRegister)
    
13.     {
    
14.         *((volatile uint32_t *)inputRegister) =
    
15. IOMUXC_SELECT_INPUT_DAISY(inputDaisy);
    
16.     }
    
17. }

复制代码

       函数IOMUXC_SetPinMux有6个参数，这6个参数的函数如下：

       muxRegister：IO的复用寄存器地址，比如GPIO1_IO03的IO复用寄存器SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03的地址为0X020E0068。

       muxMode：   IO复用值，也就是ALT0~ALT8，对应数字0~8，比如要将GPIO1_IO03设置为GPIO功能的话此参数就要设置为5。

       inputRegister：外设输入IO选择寄存器地址，有些IO在设置为其他的复用功能以后还需要设置IO输入寄存器，比如GPIO1_IO03要复用为UART1_RX的话还需要设置寄存器UART1_RX_DATA_SELECT_INPUT，此寄存器地址为0X020E0624。

       inputDaisy：寄存器inputRegister的值，比如GPIO1_IO03要作为UART1_RX引脚的话此参数就是1。

       configRegister：未使用，函数IOMUXC_SetPinConfig会使用这个寄存器。

       inputOnfield：IO软件输入使能，以GPIO1_IO03为例就是寄存器SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03的SION位(bit4)。如果需要使能GPIO1_IO03的软件输入功能的话此参数应该为1，否则的话就为0。

       IOMUXC_SetPinMux的函数体很简单，就是根据参数对寄存器muxRegister和inputRegister进行赋值。在“示例代码12.3.3.1”中的31行使用此函数将GPIO1_IO03的复用功能设置为GPIO，如下：

1. IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,  0);

复制代码

       第一次看到上面代码的时候肯定会奇怪，为何只有两个参数？不是应该6个参数的吗？不要着急，先看一个IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03是个什么玩意。这是个宏，在文件fsl_iomuxc.h中有定义，NXP的SDK库将一个IO的所有复用功能都定义了一个宏，比如GPIO1_IO03就有如下9个宏定义：

1. IOMUXC_GPIO1_IO03_I2C1_SDA
   
2. IOMUXC_GPIO1_IO03_GPT1_COMPARE3                  
   
3. IOMUXC_GPIO1_IO03_USB_OTG2_OC                        
   
4. IOMUXC_GPIO1_IO03_USDHC1_CD_B                     
   
5. IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03                       
   
6. IOMUXC_GPIO1_IO03_CCM_DI0_EXT_CLK               
   
7. IOMUXC_GPIO1_IO03_SRC_TESTER_ACK                    
   
8. IOMUXC_GPIO1_IO03_UART1_RX                     
   
9. IOMUXC_GPIO1_IO03_UART1_TX <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">                     </span>

复制代码

       上面9个宏定义分别对应着GPIO1_IO03的九种复用功能，比如复用为GPIO的宏定义就是：

       将这个宏带入到“示例代码12.3.3.1”的31行以后就是：

1. IOMUXC_SetPinMux (0x020E0068U, 0x5U, 0x00000000U,0x0U, 0x020E02F4U,       0);

复制代码

       这样就与函数IOMUXC_SetPinMux的6个参数对应起来了，如果我们要将GPIO1_IO03复用为I2C1_SDA的话就可以使用如下代码：

1. IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_I2C1_SDA,  0);

复制代码

       函数IOMUXC_SetPinMux就讲解到这里，接下来看一下函数IOMUXC_SetPinConfig，此函数同样在文件fsl_iomuxc.h中有定义，函数源码如下：

1. static inline void IOMUXC_SetPinConfig(uint32_tmuxRegister,
   
2.                                        uint32_tmuxMode,
   
3.                                        uint32_t inputRegister,
   
4.                                        uint32_tinputDaisy,
   
5.                                        uint32_tconfigRegister,
   
6.                                        uint32_tconfigValue)
   
7. {
   
8.     if(configRegister)
   
9.     {
   
10.         *((volatile uint32_t *)configRegister) =configValue;
    
11.     }
    
12. }

复制代码

       函数IOMUXC_SetPinConfig有6个参数，其中前五个参数和函数IOMUXC_SetPinMux一样，但是此函数只使用了参数configRegister和configValue，cofigRegister参数是IO配置寄存器地址，比如GPIO1_IO03的IO配置寄存器为IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03，其地址为0X020E02F4，参数configValue就是要写入到寄存器configRegister的值。同理，“示例代码12.3.3.1”的43行展开以后就是：

1. IOMUXC_SetPinConfig(0x020E0068U, 0x5U, 0x00000000U,0x0U, 0x020E02F4U, 0X10B0);

复制代码

       根据函数IOMUXC_SetPinConfig的源码可以知道，上面函数就是将寄存器0x020E02F4的值设置为0X10B0。函数IOMUXC_SetPinMux和IOMUXC_SetPinConfig就讲解到这里，我们以后就可以使用这两个函数来方便的配置IO的复用功能和IO配置。

       main.c就讲到这里，基本和上一章一样，只是我们使用了NXP官方写好的寄存器定义，另外中断讲解了函数IOMUXC_SetPinMux和IOMUXC_SetPinConfig。

12.4编译下载验证12.4.1编写Makefile和链接脚本

       新建Makefile文件，Makefile文件内容如下：

示例代码12.4.1.1 Makefile文件代码

1. 1  CROSS_COMPILE  ?= arm-linux-gnueabihf-
   
2. 2  NAME            ?= ledc
   
3. 3
   
4. 4  CC      :=$(CROSS_COMPILE)gcc
   
5. 5  LD      :=$(CROSS_COMPILE)ld
   
6. 6  OBJCOPY     :=$(CROSS_COMPILE)objcopy
   
7. 7  OBJDUMP     :=$(CROSS_COMPILE)objdump
   
8. 8  
   
9. 9  OBJS:= start.o main.o
   
10. 10
    
11. 11$(NAME).bin:$(OBJS)
    
12. 12     $(LD) -Timx6ul.lds -o $(NAME).elf $^
    
13. 13  $(OBJCOPY) -O binary -S $(NAME).elf $@
    
14. 14  $(OBJDUMP) -D -m arm $(NAME).elf >$(NAME).dis
    
15. 15
    
16. 16 %.o:%.s
    
17. 17  $(CC) -Wall -nostdlib -c -O2 -o $@ [        DISCUZ_CODE_266        ]lt;
    
18. 18
    
19. 19 %.o:%.S
    
20. 20  $(CC) -Wall -nostdlib -c -O2 -o $@ [        DISCUZ_CODE_266        ]lt;
    
21. 21
    
22. 22 %.o:%.c
    
23. 23  $(CC) -Wall -nostdlib -c -O2 -o $@ [        DISCUZ_CODE_266        ]lt;
    
24. 24
    
25. 25 clean:
    
26. 26  rm -rf *.o $(NAME).bin $(NAME).elf $(NAME).dis

复制代码

本章实验的Makefile文件是在第十一章中的Makefile上修改的，只是使用到了变量。链接脚本imx6ul.lds的内容和上一章一样，可以直接使用上一章的链接脚本文件。

12.4.2编译下载

       使用Make命令编译代码，编译成功以后使用软件imxdownload将编译完成的ledc.bin文件下载到SD卡中，命令如下：

1. chmod 777 imxdownload                    //给予imxdownload可执行权限，一次即可
   
2. ./imxdownload ledc.bin /dev/sdd          //烧写到SD卡中

复制代码

       烧写成功以后将SD卡插到开发板的SD卡槽中，然后复位开发板，如果代码运行正常的话LED0就会以500ms的时间间隔亮灭，实验现象和上一章一样。