i.MX RT1170双核下不同GPIO组的访问以及中断设计

NXP管管

i.MX RT1170双核下不同GPIO组的访问以及中断设计

在双核的i.MX RT1170下设计应用程序，有一个比较重要的考虑点是片内外设资源共享以及任务分配问题，同样一个任务既可以放在默认主核CM7下做，也可以放在默认从核 CM4下去完成。如果这个任务跟片内外设有关，那就得考虑该外设是否在两个核下设计与使用一致，这在项目开始前必须要调研清楚。
今天就和大家聊一聊i.MX RT1170的GPIO外设的使用，在两个核下有什么异同以及注意点。
在正文开始之前，建议大家先浏览一下我之前写的关于GPIO的两篇文章：《以i.MX RT1xxx的GPIO模块为例谈谈中断处理函数(IRQHandler)的标准流程》、《聊聊i.MX RT1xxx上的普通GPIO与高速GPIO差异及其用法》。
注：本文内容虽以i.MX RT1170为例，但同样适用i.MX RT1160。

一、从引脚看GPIO分组

先聊聊GPIO分组，目前 i.MX RT1170 芯片封装主要是BGA289，除去电源、地、时钟、专用外设引脚外，可用作通用I/O的引脚剩下174个，而芯片内部GPIO模块多达 16个（GPIO1-13、CM7_GPIO2-3），显然GPIO模块太富裕了，显得硬件I/O引脚资源有点紧张，所以不可避免地多个GPIO 模块要复用硬件 I/O引脚，复用关系如下：

GPIO1与GPIO7复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO2与GPIO8以及CM7_GPIO2复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO3与GPIO9以及CM7_GPIO3复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO4与GPIO10复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO5与GPIO11复用同一组I/O引脚，共17个pin。
GPIO6与GPIO12复用同一组I/O引脚，共16 个pin。
GPIO13独享一组I/O引脚，共13个pin。
下图是i.MX RT1170 GPIO相关的Pinmux表，其中GPIO1-6、GPIO13主要在Alt5选项里，GPIO7-12主要在 Alt10 选项里，并且大部分I/O引脚默认功能就是GPIO(见表中 DEF 一栏）。此外表中并未看到CM7_GPIO2-3选项，这是因为其和GPIO2-3共用了 Alt5选项（需进一步通过IOMUXC_GPR->GPR40-43寄存器设置）。

二、关于GPIO外设访问

知道了GPIO分组以及I/O引脚复用情况，那么这些GPIO模块是否可以被i.MX RT1170 两个核（CM7/CM4）对等访问呢？我们用官方例程 \SDK_2.11.1_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\driver_examples\gpio\led_output 来做测试，这个例程操作的是 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于连接 LED 灯的引脚 GPIO_AD_04，从上一节里我们得知这个 I/O 引脚可被用作 GPIO3[3]、CM7_GPIO3[3]、GPIO9[3]，因此我们编写了如下三个相应的 gpio 翻转测试函数：）。

1. gpio_pin_config_t s_ledConfig = {kGPIO_DigitalOutput, 0, kGPIO_NoIntmode};
   
2. 
   
3. void toggle_gpio3_3(void)
   
4. {
   
5.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
   
6.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U);
   
7.     IOMUXC_GPR->GPR42 &= ~(1u << 3);
   
8.     GPIO_PinInit(GPIO3, 3, &s_ledConfig);
   
9.     while(1)
   
10.     {
    
11.         SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
    
12.         GPIO_PortToggle(GPIO3, 1u << 3);
    
13.     }
    
14. }
    
15. 
    
16. void toggle_cm7_gpio3_3(void)
    
17. {
    
18.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
    
19.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U);
    
20.     IOMUXC_GPR->GPR42 |= (1u << 3);
    
21.     GPIO_PinInit(CM7_GPIO3, 3, &s_ledConfig);
    
22.     while(1)
    
23.     {
    
24.         SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
    
25.         GPIO_PortToggle(CM7_GPIO3, 1u << 3);
    
26.     }
    
27. }
    
28. 
    
29. void toggle_gpio9_3(void)
    
30. {
    
31.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
    
32.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03, 0U);
    
33.     GPIO_PinInit(GPIO9, 3, &s_ledConfig);
    
34.     while(1)
    
35.     {
    
36.         SDK_DelayAtLeastUs(100000, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
    
37.         GPIO_PortToggle(GPIO9, 1u << 3);
    
38.     }
    
39. }

复制代码

我们把上面三个函数分别加到两个核下的 led_output 工程主函数里，并且在板卡上实测，结果如下表。
据此进一步扩展结论，除了 CM7_GPIO2-3 无法在 CM4 内核下被访问外，其余 GPIO1-13 在两个核下都能被正常访问。
注：在 CM4 系统地址映射里，CM7_GPIO2_BASE 0x42008000u、CM7_GPIO3_BASE 0x4200C000u 地址都是不可访问状态。

三、关于GPIO中断设计
除了 GPIO 外设一般寄存器访问之外，GPIO 中断方面是不是在 i.MX RT1170 两个核（CM7/CM4）下设计也一致呢？这得对比 MIMXRT1176_cm7.h 和 MIMXRT1176_cm4.h 头文件里关于 IRQn_Type 的定义，我将相同项去掉了，只保留差异项的定义对比如下（GPIO 相关的全部保留了）：

大部分外设中断号定义在两个核下都是一致的，这意味着 i.MX RT1170 两个核设计上其实是对等关系。但是 GPIO 中断这里确实是有不小的区别的：

GPIO1-5、GPIO13 中断在两个核下定义一致
GPIO6、CM7_GPIO2-3 中断仅在 CM7 核下有定义
GPIO7-12 中断仅在 CM4 核下有定义
继续以上一节操作的 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于连接 LED 灯的引脚 GPIO_AD_04 为例测试其中断情况，编写了相关中断配置使能函数如下：

1. gpio_pin_config_t s_ledConfig = {kGPIO_DigitalInput, 0, kGPIO_IntRisingEdge};
   
2. 
   
3. void GPIO3_Combined_0_15_IRQHandler(void)
   
4. {
   
5.     GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO3, 1U << 3);
   
6.     SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
   
7. }
   
8. 
   
9. void config_irq_gpio3_3(void)
   
10. {
    
11.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
    
12.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U);
    
13.     IOMUXC_GPR->GPR42 &= ~(1u << 3);
    
14.     NVIC_EnableIRQ(GPIO3_Combined_0_15_IRQn);
    
15.     GPIO_PinInit(GPIO3, 3, &s_ledConfig);
    
16.     GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO3, 1U << 3);
    
17. }
    
18. 
    
19. void CM7_GPIO2_3_IRQHandler(void)
    
20. {
    
21.     GPIO_PortClearInterruptFlags(CM7_GPIO3, 1U << 3);
    
22.     SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
    
23. }
    
24. 
    
25. void config_irq_cm7_gpio3_3(void)
    
26. {
    
27.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
    
28.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03, 0U);
    
29.     IOMUXC_GPR->GPR42 |= (1u << 3);
    
30.     NVIC_EnableIRQ(CM7_GPIO2_3_IRQn);
    
31.     GPIO_PinInit(CM7_GPIO3, 3, &s_ledConfig);
    
32.     GPIO_PortEnableInterrupts(CM7_GPIO3, 1U << 3);
    
33. }
    
34. 
    
35. void GPIO7_8_9_10_11_IRQHandler(void)
    
36. {
    
37.     GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO9, 1U << 3);
    
38.     SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
    
39. }
    
40. 
    
41. void config_irq_gpio9_3(void)
    
42. {
    
43.     CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
    
44.     IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03, 0U);
    
45.     NVIC_EnableIRQ(GPIO7_8_9_10_11_IRQn);
    
46.     GPIO_PinInit(GPIO9, 3, &s_ledConfig);
    
47.     GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO9, 1U << 3);
    
48. }

复制代码

我们把上面三个 config 函数分别加到两个核下的 led_output 工程主函数里，并且在板卡上实测，可以使用外部高电平强加到 GPIO_AD_04 引脚（R1855 电阻一端），然后再移除高电平以造出输入电平翻转，测试结果如下表。据此进一步扩展结论，如果希望双核下得到一致的 GPIO 使用体验，建议选择 GPIO1-5、GPIO13。

阅读全文

jobszheng5

不研究datasheet，无法发挥芯片的性能。
简单的应用并非积累经验，而是枯燥的重复。
要发挥芯片的极致性能必须研究阅读datasheet

经验的积累是一种磨炼，没有捷径。
如果非要说有捷径，那就关注NXPIC.ORG论坛了

eefocus_3816359

干货经验，谢谢分享！

zhang7309

双核应用，好好学习

卍火影卍

还没用过双核单片机

eefocus_3766738

前来学习了

超級稻草人

谢谢分享！

linghz

谢谢分享

eefocus_3861834

i.MX RT1170 芯片封装主要是BGA289，
GPIO1与GPIO7复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO2与GPIO8以及CM7_GPIO2复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO3与GPIO9以及CM7_GPIO3复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO4与GPIO10复用同一组I/O引脚，共32个pin。
GPIO5与GPIO11复用同一组I/O引脚，共17个pin。
GPIO6与GPIO12复用同一组I/O引脚，共16 个pin。
GPIO13独享一组I/O引脚，共13个pin。

zwei99999999

学**