将原理图中的一个引脚复用为gpio功能

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#gpio复用 #复用gpio #创建一个节点复用gpio #设备树分析

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将主板原理图中的一个引脚标号复用为gpio功能。

前言

需求很简单，就是验证gpio函数功能，但是gpio功能必须有gpio口呀，那么这里就举例把某一个引脚复用为gpio，并设置自己的节点。这里涉及到三个知识点：

会看基本的原理图：从地板原理图和核心板原理图中来找自己相关的pin脚。
设备树配置：pin脚可能默认的其它功能，比如I2c 功能，知道如何屏蔽和如何配置设备树，让系统加载时候复用为gpio功能
pinctrl 配置：根据需要的功能，用pinctrl 来实现配置

涉及到修改文件

底板原理图：topeet_rk3568_main_v1_7.pdf
核心板原理图：topeet_rk3568_coreddr4x2_v1_1.pdf
设备树文件：kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi
pinctrl 设备树文件配置：kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-pinctrl.dtsi
通用的设备树配置自己的节点：kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi

底板原理图与核心板原理图，这里暂不描述，工作当中常用的check 文档。

rk3568.dtsi rk3568-pinctrl.dtsi rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 文件的区别与联系

我们在修改、配置设备树的时候，经常会和这几个文件打交道，先搞清楚这几个文件是做什么的，加深一下印象，理解背后的逻辑，这样才方便自己实际开发中动手操作、定制。

文件的区别

特性	rk3568.dtsi	rk3568-pinctrl.dtsi	rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi
层级与角色	SoC 级定义	SoC 级定义	板级定义
核心内容	1、定义 CPU 簇（如 4核 A55） /2、定义系统内存区域包含所有片上外设的总线定义和节点（如 uart0, i2c1, emmc, gmac0 等） 3、定义中断控制器	1、专门定义引脚复用和引脚配置 2、为 SoC 的每个引脚或引脚组定义多种功能状态（如 uart0 的 tx 和 rx 引脚，i2c 的 scl 和 sda 引脚）	1、定义与特定开发板相关的硬件 2、选择使用哪种内存（DDR4）和时序配置 3、启用/禁用 SoC 上的特定外设 4、覆盖和引用 SoC 级定义，为其指定具体的引脚和物理设备
描述范围	描述 RK3568 芯片本身的硬件资源，与具体使用它的电路板无关。	描述 RK3568 芯片本身的引脚控制功能，与具体电路板无关。	描述某一块具体电路板上的硬件配置。
可复用性	高。任何使用 RK3568 芯片的设计都可以（也必须）包含它。	高。任何使用 RK3568 芯片的设计都可以包含它。	低。只适用于特定的 EVB1 DDR4 V10 开发板。如果换一块底板，就需要一个新的 .dts 或 .dtsi 文件。
设计目标	提供芯片的完整功能清单。	提供芯片的引脚功能配置库。	描述如何将这些功能在特定板上实现和连接。

备注：可以这么理解吧：

在 rk3568.dtsi 定义了功能配置； rk3568-pinctrl.dtsi 如其名，配置pin脚定义； rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi| 如果是自己需要定义、扩展节点，可以考虑在这里处理，新增。

文件的联系与协同工作方式

最顶层：板级设备树文件

签名在文件区别中，板级文件 rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 就是最top级别的文件，它是编译的入口。
看一下她的导入和基本结构

引入的导入文件
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

包含关系链

rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 包含 rk3568.dtsi。

rk3568.dtsi 内部会包含 rk3568-pinctrl.dtsi，因为 SoC 的外设定义需要依赖引脚控制定义。

一、需求

将底板上面，将一个引脚 VCC3.3 I2C3_SDA_MO(3.3) 复用到gpio ，肯定不是所有的引脚都是 gpio,所以一定要会复用更改，J39 就是一个引脚座子
在这里插入图片描述

二、实战 - 一个引脚 VCC3.3 I2C3_SDA_MO(3.3) 复用到gpio

底板原理图查看相关默认配置信息

在底板原理图：topeet_rk3568_main_v1_7.pdf 中搜索 I2C3_SDA_MO 搜索到了3处，很明显没有被系统其它地方使用，如果有使用地方，在设备树中是需要先去掉的。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

继续在核心板原理图上面找：I2C3_SDA_MO 引脚

在这里插入图片描述

可以看到这个引脚可以用作： I2C 、 UART 、 CAN 、 AUDIOPWM 、ACODEC_ADC_DATA 、GPIO ，我们需求就是要把这个引脚复用为GPIO 功能，默认是I2C 功能，排在第一位，我们需要复用为 gpio功能

分析：找底板原理图目的：

这个引脚是不是被其他功能用到了，如果用到了就在设备树中去掉
需要查看我们复用为gpio功能，那么这个gpio的引脚标号多少。比如 GPIO1_A0

去掉设备树相关的I2C3_SDA_MO复用的i2c 配置

去设备树文件：rk3568.dtsi，源码路径：kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi

在这个文件里面，检索i2c3 ,为什么要检索 i2c3 ，那是因为底板原理图上面已经说明了，默认的这个pin脚复用的是i2c 功能。我们看看实际系统里面的配置：
在这里插入图片描述

可以看到了也引入了 pinctrl 子系统:pinctrl-0 = <&i2c3m0_xfer>; 也就是说将 0 服用到i2c3 的功能。

那么就继续检索 i2c3m0_xfer 这个值，发现在rk3568.dtsi文件中并没有找到，那么就在 kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-pinctrl.dtsi
在这里插入图片描述

现在我们想把引脚不挂到i2c3 下，想挂载到gpio 下，那么我们就需要屏蔽i2c3 下面配置关联的引脚配置，如下：

	i2c3: i2c@fe5c0000 {
		compatible = "rockchip,rk3399-i2c";
		reg = <0x0 0xfe5c0000 0x0 0x1000>;
		clocks = <&cru CLK_I2C3>, <&cru PCLK_I2C3>;
		clock-names = "i2c", "pclk";
		interrupts = <GIC_SPI 49 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
	//	pinctrl-names = "default";
	//	pinctrl-0 = <&i2c3m0_xfer>;
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <0>;
		status = "disabled";
	};

就是拼比掉 pin-ctrl 配置就可以了。这样的话在系统启动的时候，不会把这个 RK_PA1 引脚配置成 i2c3 的功能。

配置自己的节点 - 复用pin脚位gpio 功能

在哪里写呢？看一下：rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 路径： kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568

直接在根节点下添加自己的节点：

      my_gpio:gpio1_a0{
 
      compatible="mygpio"
      my-gpios= <&gpio1  RK_PA0  GPIO_ACTIVE_HIGH>;
	  pinctrl-0 = <&my_gpio_ctrl>;


	  };

在这里插入图片描述

在 &pinctrl 设置pinctrl

还是在rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 中直接配置，当然也可以参考其它在rk3568-pinctrl.dtsi 中配置也是可以的呀

mygpio{
		my_gpio_ctrl:my_gpio_ctrl {
			rockchip,pins = <1 RK_PA0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
		};
	};

在这里插入图片描述

编译固件验证节点

我们在设备树配置节点的名字是什么呢，是 gpio1_a0 。编译烧录固件后，

执行命令查看节点信息：cat /proc/device-tree/gpio 按TAB 按键。

在这里插入图片描述

说明我们节点创建成功了，gpio 节点。

三、知识点

在哪里配置自己节点

上面已经分析了 rk3568.dtsi rk3568-pinctrl.dtsi rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 文件的区别与联系 其实在哪里配置都是一样的，就是引用关系。根据自己的习惯和系统本身的架构体系配置，合适配置即可。所以，我们在顶层设备树文件中rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi 的根节点下配置自己的节点，也在这个节点中的 &pinctrl 节点中配置自己的pin-ctrl 相关pin脚的复用

节点名称配置详解

经常会回到配置不知道啥意思或者新手以前配置过过了一段时间又是一脸懵逼，这里详解一下自己配置节点的含义：

     my_gpio:gpio1_a0{
     compatible =  "mygpio";
     my-gpios =  <&gpio1  RK_PA0  GPIO_ACTIVE_HIGH>;
	   pinctrl-names  =  "default";
	   pinctrl-0  =  <&my_gpio_ctrl>;
	  };

节点标签和名称

my_gpio:gpio1_a0{

my_gpio: - 节点标签，在其他地方可以用&my_gpio引用这个节点
gpio1_a0 - 节点名称，在设备树中唯一标识这个节点

兼容性属性

compatible = "mygpio";

作用：告诉内核这个设备与哪个驱动程序匹配

mygpio - 驱动程序在of_match_table中声明的兼容字符串
内核会搜索所有注册的驱动，找到compatible字段包含 mygpio的驱动

GPIO资源定义

my-gpios = <&gpio1 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

先搞清楚，如上需求图片和底板原理图 pin脚如下，也就是需要复用到的引脚：GPIO1_A0_u，那么配置就是一一对应罢了。

详细解析：

1）&gpio1 - 引用GPIO控制器节点

指向标签为gpio1的GPIO控制器节点
对应RK3568的GPIO1组

2）RK_PA0 - 引脚编号宏

通常是 0 (GPIO1_A0 = 1 * 32 + 0 * 8 + 0 = 32)
表示GPIO1组的A0引脚

3） GPIO_ACTIVE_HIGH - 极性定义

值为 0 - 高电平有效
如果是GPIO_ACTIVE_LOW则值为1，表示低电平有效

引脚控制配置

pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&my_gpio_ctrl>;

工作机制：

pinctrl-names 定义状态名称，这里只有默认状态"default"
pinctrl-0 引用在pinctrl节点中定义的引脚配置 &my_gpio_ctrl

备注

这里有两点知识点，可能会遗漏：

my-gpios = <&gpio1 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_HIGH>; 中，可以找一下 gpio1 到底引用到的是哪里，有没有配置。如下：
引脚配置 pinctrl-0 = <&my_gpio_ctrl>

	mygpio{
		my_gpio_ctrl:my-gpio-ctrl {
			rockchip,pins = <1 RK_PA0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
		};
	};

pin-ctrl节点名称配置详解

如上已经配置了 pin-ctrl 配置，这里重要的是rockchip,pins = <1 RK_PA0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>; 到底什么意思。

这是核心配置行，它使用了 Rockchip 平台的特定属性 rockchip,pins。这个属性值由4个部分组成，我们用尖括号 < > 包起来：这里我们要配置的不就是原理图中：GPIO1_A0_u

配置中 1 详解

含义：GPIO 组号或 Bank Number。
解析：Rockchip SoC 的 GPIO 被分为多个组，例如 GPIO0, GPIO1, GPIO2, GPIO3, GPIO4。这里的 1 指的就是 GPIO1 这个组。

RK_PA0详解

含义：GPIO 引脚号 within the bank。

解析：这是一个宏，它定义了在 GPIO1 组中的具体哪个引脚。RK3568 的每个 GPIO 组通常有 32 个引脚（A0-A7, B0-B7, C0-C7, D0-D7）。

RK_PA0 通常表示 GPIO1_A0，即 GPIO1 组的第 0 个引脚。
例如，RK_PB3 就表示 GPIO1_B3。

RK_FUNC_GPIO详解

RK_FUNC_GPIO

含义：引脚复用功能。
解析：这个参数设置引脚的复用模式。RK_FUNC_GPIO 是一个特定的值，它告诉 SoC 将这个引脚配置为普通的 GPIO 功能。
选择 RK_FUNC_GPIO 意味着这个引脚将由内核的 GPIO 子系统来控制，你可以通过标准 GPIO - 接口将其设置为输入或输出模式，并读取或写入电平。

&pcfg_pull_none 详解

含义：引脚的电气属性配置。
解析：这是一个 phandle（指向另一个节点的句柄），它引用了一个预定义的电气配置。
pcfg_pull_none：表示不启用内部的上拉或下拉电阻。

其他常见选项：

&pcfg_pull_up：启用内部上拉电阻。

&pcfg_pull_down：启用内部下拉电阻。

&pcfg_pull_bias_disable：另一种表示禁用上下拉的方式。

这些预定义配置通常在 include/dt-bindings/pinctrl/rockchip.h 或类似的平台头文件中定义。