【转】 使用Beaglebone Black的PRU（三）——实现高达100MHz的GPIO输出

友情提示：请先按照本系列（一）（二）的说明安装PRU工具并跑通hello world再继续按本文操作。

PRU操作GPIO有很多种方式，本系列之（二）中的是一种，但最快速的方式是通过直接“写”r30和“读”r31这两个寄存器的相应位来操作对应的IO口：比如将r30的第14位置1就会把P8.12这个引脚置成高电平，很简单吧？要注意PRU中的r30寄存器对应的管脚只能输出，r31寄存器对应的管脚只能输入。

第一步：写dts文件配置引脚功能

我们知道BBB每个引脚都有很多个功能（PINMUX）。要想用上述方式操作某个引脚，必须首先配置该引脚为相应的功能。引脚的功能需要查阅自带手册的“Expansion Header P8/9 Pinout”这两个图表。配置引脚功能目前没有别的办法，只能通过编写device tree文件来实现。

还以P8.12这个引脚为例，查表得它的偏移地址是0x30。它的第6个功能pr1_pru0_pru_r30_14是我们想要的，所以我们就需要把引脚功能配置成0x06。另外BBB默认是禁用PRU的，所以还需要在dts中开启PRU。

对应的dts文件如下：

 

  1. /dts-v1/;  
  2. /plugin/;  
  3.   
  4. / {  
  5. compatible = "ti,beaglebone", "ti,beaglebone-black";  
  6.   
  7. /* identification */  
  8. part-number = "BB-BONE-PRU";  
  9. version = "00A0";  
  10.   
  11. exclusive-use =  
  12. "P8.12";  
  13.   
  14. fragment@0 {  
  15.     target = <&am33xx_pinmux>;  
  16.     __overlay__ {  
  17.         mygpio: pinmux_mygpio{  
  18.         pinctrl-single,pins = <  
  19.             0x30 0x06  
  20.             >;  
  21.     };  
  22.     };  
  23. };  
  24.   
  25. fragment@1 {  
  26.     target = <&ocp>;  
  27.     __overlay__ {  
  28.         test_helper: helper {  
  29.         compatible = "bone-pinmux-helper";  
  30.         pinctrl-names = "default";  
  31.         pinctrl-0 = <&mygpio>;  
  32.         status = "okay";  
  33.     };  
  34.     };  
  35. };  
  36.   
  37. fragment@2{  
  38.     target = <&pruss>;  
  39.     __overlay__ {  
  40.         status = "okay";  
  41.     };  
  42.     };  
  43. };  

写完以后用命令

 

  1. dtc -@ -O dtb -o BB-BONE-PRU-00A0.dtbo BB-BONE-PRU-00A0.dts  

生成dtbo文件，然后拷贝到 /lib/firmare目录中。

 

 

第二步：编写linux中运行的C程序

 
跟本系列之（二）一样，就不赘述了。代码如下：
  1. #include <stdio.h>    
  2. #include <prussdrv.h>    
  3. #include <pruss_intc_mapping.h>    
  4.     
  5. #define PRU_NUM 0    
  6.     
  7. int main (void)    
  8. {    
  9.     unsigned int ret;    
  10.     tpruss_intc_initdata pruss_intc_initdata = PRUSS_INTC_INITDATA;    
  11.         
  12.     prussdrv_init ();//Initialize the PRU    
  13.     if (prussdrv_open(PRU_EVTOUT_0))//Open PRU Interrupt    
  14.     {   
  15.         printf("prussdrv_open open failed\n");    
  16.         return (-1);    
  17.     }    
  18.     prussdrv_pruintc_init(&pruss_intc_initdata);    
  19.     prussdrv_exec_program (PRU_NUM, "./prucode.bin");//Execute example on PRU    
  20.     prussdrv_pru_wait_event (PRU_EVTOUT_0);//Waiting for this instruction: MOV r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16    
  21.     prussdrv_pru_clear_event (PRU_EVTOUT_0, PRU0_ARM_INTERRUPT);    
  22.     prussdrv_pru_disable (PRU_NUM);//Disable PRU and close memory mapping    
  23.     prussdrv_exit ();    
  24.     
  25.     return(0);    
  26. }    
写完之后编译一下，按照本系列前文的方法：
  1. gcc mytest.c -lpthread -lprussdrv -o mytest   

第三步：编写在PRU中运行的汇编程序

 
这个例子实际上比点亮BBB上的led还好理解：
  1. .origin 0    
  2. .entrypoint START    
  3.     
  4. //Refer to this mapping in the file - \prussdrv\include\pruss_intc_mapping.h    
  5. #define PRU0_ARM_INTERRUPT      19    
  6. #define CONST_PRUCFG            C4   
  7.     
  8. START:    
  9.     // Enable OCP master port    
  10.     LBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4    
  11.     CLR       r0, r0, 4         // Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port    
  12.     SBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4    
  13.   
  14.     MOV r1, 10000000  
  15. LOOP1:  
  16.   
  17.     SET r30.t14 //set P8.12  
  18.         
  19.     MOV r0, 250   
  20. DELAY1:    
  21.     SUB r0, r0, 1    
  22.     QBNE DELAY1, r0, 0   
  23.       
  24.     CLR r30.t14 //clear P8.12  
  25.       
  26.     MOV r0, 250    
  27. DELAY2:    
  28.     SUB r0, r0, 1    
  29.     QBNE DELAY2, r0, 0    
  30.       
  31.     SUB r1, r1, 1  
  32.     QBNE LOOP1, r1, 0  
  33.        
  34.     
  35.     // Send notification to Host for program completion    
  36.     MOV       r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16    
  37.     
  38.     // Halt the processor    
  39.     HALT    
写好后编译一下：
  1. pasm -b prucode.p  
 
代码中 SET r30.t14 和 CLR r30.t14 这两句分别将P8.12管脚置成高电平和低电平。在它们后面各放了一段循环延时的程序。因为PRU的主频是200MHz，每条指令执行时间是固定的1/200000000秒。因此通过恰当地设置延时循环的次数，可以精确控制高低电平的时间。比如在本代码中高低电平各自持续了250*2/200M秒（乘2是因为每次循环都有“减一”和“判断结束”两个指令），即产生了周期为200KHz的方波。经过示波器验证十分精确……
 
 

第四步：执行程序

 
首先记得加载dtbo文件，配置引脚功能：
  1. echo BB-BONE-PRU > $SLOTS  
然后就可以运行程序了：
  1. ./mytest  


 
……好吧，其实这个例子显然并不会刚好输出200KHz的方波。是因为 SET r30.t14 和 CLR r30.t14 这两句以及大循环的减一和判断结束指令也占用了时间。
posted @ 2014-04-13 23:07  欢乐小飞  阅读(3062)  评论(0)  编辑  收藏  举报