中文字幕亚洲综合小综合,2021国产成人精品视频,亚洲精品嫩草研究院

NXP iMX8MM Cortex-M4 核心 GPT Capture 測(cè)試

2024/3/6 17:14:39

1). 簡(jiǎn)介

NXP i.MX8 系列處理器均為異構(gòu)多核架構(gòu) SoC，除了可以運(yùn)行 Linux 等復(fù)雜操作系統(tǒng)的 Cortax-A 核心，還包含了可以運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)比如 FreeRTOS 的 Cortex-M 核心，本文就演示通過 NXP i.MX8MM 處理器集成的 Cortex-M4 核心來(lái)運(yùn)行 GPT (General Purpose Timer) 輸入采集功能模塊的測(cè)試。

I.MX8M Mini 處理器 GPT 模塊硬件比較簡(jiǎn)單，如下框圖，可以實(shí)現(xiàn) Capture 捕獲輸入功能和 Compare 定時(shí)輸出功能。

NXP iMX8MM Cortex-M4 核心 GPT Capture 測(cè)試_web333.png

本文所演示的ARM平臺(tái)來(lái)自于Toradex 基于NXP i.MX8M Mini ARM處理器的Verdin iMX8MM ARM嵌入式平臺(tái)。

2. 準(zhǔn)備

a). Verdin i.MX8MM ARM核心版配合Verdin Development Board，連接調(diào)試串口（載板X66）到開發(fā)主機(jī)方便調(diào)試，X66 連接了4個(gè)串口，其中第三個(gè)是 Cortex-M4 核心的默認(rèn)調(diào)試串口，第四個(gè)是 Cortex-A53 核心的默認(rèn)調(diào)試串口。

b). 為了測(cè)試 GPT 輸入捕獲，相應(yīng)的需要一個(gè)PWM 波發(fā)生設(shè)備，這里使用Toradex 基于NXP i.MX8M Plus ARM處理器的Verdin i.MX8MP 核心板配合 Dahlia Board 作為PWM output使用。同樣連接調(diào)試串口（載板X18）到開發(fā)主機(jī)方便調(diào)試。

c). Verdin i.MX8MP Cortex-A53 核心系統(tǒng)使用Toradex Yocto Linux BSP6, 更多說明請(qǐng)參考這里。

d). 參考如下將 Verdin i.MX8MP PWM1 連接到 Verdin i.MX8MM GPT1 Capture 管腳，同時(shí)為了阻斷載板其他電路干擾，將 Verdin Development Board X6 Pin_24 的跳線帽去掉。

Dahlia Board X20 Pin_9 -> Verdin Development Board X5Pin_24 SODIMM_252

3). Verdin i.MX8MM M4核心FreeRTOS基本資料

a). Verdin i.MX8MM HMP(Heterogeneous Multi-core Processing) 架構(gòu)基本說明請(qǐng)參考如下：

https://developer.toradex.cn/software/cortex-m/hmp-memory-areas-on-toradex-soms/

b). 參考如下說明下載配置 NXP 用于開發(fā) Cortex-M 核心的 MCUXpresso SDK

https://developer.toradex.cn/software/cortex-m/setting-up-sdk-toolchain/

c). Verdin i.MX8MM 編譯運(yùn)行 M4 firmware 操作流程請(qǐng)參考如下文章

https://developer.toradex.cn/software/real-time/freertos/freertos-on-the-cortex-m4-of-a-verdin-imx8mm

d). MCUXpresso SDK 包含的 sample 示例應(yīng)用可以參考如下 SDK 源位置

-----------------------------

$cd/boards/evkmimx8mm/

$ tree -L 2

├── cmsis_driver_examples

│ ├── ecspi

│ ├── enet

│ ├── i2c

│ └── uart

├── demo_apps

│ ├── hello_world

│ └── sai_low_power_audio

├── driver_examples

│ ├── ecspi

│ ├── enet

│ ├── gpio

│ ├── gpt

│ ├── i2c

│ ├── pdm

│ ├── pwm

│ ├── rdc

│ ├── sai

│ ├── sdma

│ ├── sema4

│ ├── tmu

│ ├── uart

│ └── wdog

├── evkmimx8mm.png

├── freertos_examples

│ ├── freertos_event

│ ├── freertos_generic

│ ├── freertos_hello

│ ├── freertos_mutex

│ ├── freertos_queue

│ ├── freertos_sem

│ ├── freertos_swtimer

│ └── freertos_tickless

├── multicore_examples

│ ├── rpmsg_lite_pingpong_rtos

│ └── rpmsg_lite_str_echo_rtos

└── project_template

├── board.c

├── board.h

├── BOARD_Project_Template_evkmimx8mm.cmake

├── clock_config.c

├── clock_config.h

├── peripherals.c

├── peripherals.h

├── pin_mux.c

└── pin_mux.h

-----------------------------

4). Verdin i.MX8MM Cortex-M4核心FreeRTOS GPT Capture示例驅(qū)動(dòng)開發(fā)

a). Verdin i.MX8MM MCUXpresso SDK 已經(jīng)包含一個(gè)簡(jiǎn)單的 GPT Capture sample驅(qū)動(dòng)，本文基于此 sample 進(jìn)行修改測(cè)試。

-----------------------------

$cd/boards/evkmimx8mm/driver_examples/gpt/capture

$ tree -L 1

├── armgcc

├── board.c

├── board.h

├── clock_config.c

├── clock_config.h

├── empty_rsc_table.c

├── fsl_iomuxc.h

├── gpt_capture.c

├── gpt_capture_v3_14.xml

├── pin_mux.c

├── pin_mux.h

└── readme.md

-----------------------------

b). 首先先確認(rèn) pin_mux 定義以及其他 i.MX8MM 初始化基本配置，如果需要可以進(jìn)行修改

./ pin_mux.h/pin_mux.c 用于確定項(xiàng)目中使用的管腳定義，本文中使用的正好就是示例默認(rèn)的 GPT1 Capture1 管腳，因此無(wú)需修改。如果用到其他管腳，就需要進(jìn)行修改，支持的所有管腳定義可以參考 fsl_iomuxc.h 文件。

-----------------------------

/* FUNCTION ************************************************************************************************************

* Function Name : BOARD_InitPins

* Description : Configures pin routing and optionally pin electrical features.

* END ****************************************************************************************************************/

void BOARD_InitPins(void) { /*!< Function assigned for the core: Cortex-M4[m4] */

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI3_RXFS_GPT1_CAPTURE1, 0U);

IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_RXD_UART4_RX, 0U);

...

-----------------------------

./ board.h/board.c 用于 i.MX8MM M4 核心基本初始化配置，本文不做修改。

./ clock_config.h/clock_config.c 用于 i.MX8MM M4 核心基本時(shí)鐘配置，本文不做修改。

c). GPT Capture 功能實(shí)現(xiàn)

./ 本文 GPT Capture 功能定義

GPT1 capture1 管腳輸入一個(gè)給定頻率（如 1k Hz ）和占空比（如 50% ）的PWM 信號(hào)，通過捕獲輸入上升/下降沿中斷，分別獲得相鄰兩次中斷的 GPT Counter 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，并以此來(lái)計(jì)算輸入 PWM 信號(hào)的半波周期。

./ GPT Capture 功能基本都是通過 gpt_capture.c 文件代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，默認(rèn) sample 是捕獲上升沿中斷后，打印中斷當(dāng)時(shí)的 GPT Counter 計(jì)數(shù)數(shù)值。

./ 為了實(shí)現(xiàn)本文定義的捕獲功能，首先增加如下全局變量定義

-----------------------------

/*******************************************************************************

* Variables

******************************************************************************/

volatile bool gptIsrFlag_Start = false;

volatile bool gptIsrFlag_Finish = false;

volatile bool gptIsrFlag_Overflow = false;

volatile uint32_t captureVal = 0;

volatile uint32_t captureVal_Last = 0;

-----------------------------

// gptIsrFlag_Start 定義為第一次捕獲中斷開始標(biāo)志

// gptIsrFlag_Finish 定義為第二次捕獲中斷結(jié)束標(biāo)志

// gptIsrFlag_Overflow 定義為 GPT Counter 溢出標(biāo)志

// captureVal 定義為第二次中斷 GPT Counter 數(shù)值

// captureVal_Last 定義為第一次中斷 GPT Counter 數(shù)值

./ GPT Interrupt 函數(shù)修改如下：

首先處理計(jì)數(shù)器溢出情況，如果中斷發(fā)生時(shí)候已經(jīng)發(fā)生溢出，則聲明 gptIsrFlag_Overflow 溢出標(biāo)志位；然后通過 gptIsrFlag_Start / gptIsrFlag_Finish 標(biāo)志位來(lái)分別處理第一次和第二次中斷，獲取第一次和第二次中斷時(shí)候的 GPT Counter 數(shù)值，同時(shí)分別翻轉(zhuǎn) GPT Capture Interrupt 模式。另外，當(dāng)溢出發(fā)生在第一次中斷計(jì)數(shù)和第二次中斷計(jì)數(shù)之間的時(shí)候，需要將第二次中斷計(jì)數(shù)數(shù)值增加溢出值 0xffffffff。

-----------------------------

void EXAMPLE_GPT_CAPTURE_IRQHandler(void)

{

/* GPT Counter Overflow processing */

if (GPT_GetStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlag) != false)

{

if (gptIsrFlag_Start != true)

{

gptIsrFlag_Overflow = true;

}

GPT_ClearStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlag);

}

if (GPT_GetStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_InputCapture1Flag) != false)

{

if(gptIsrFlag_Finish != true)

{

/* First time IRQ */

if (gptIsrFlag_Start == false)

{

captureVal_Last = GPT_GetInputCaptureValue(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL);

/* Switch Interrupt mode to falling edge */

GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_FallEdge);

gptIsrFlag_Start = true;

}

/* Second time IRQ */

/* GPT counter overflow */

else if (gptIsrFlag_Overflow == true)

{

captureVal = GPT_GetInputCaptureValue(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL) + 0xffffffff;

/* Switch Interrupt mode to rising edge */

GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_RiseEdge);

gptIsrFlag_Start = false;

gptIsrFlag_Finish = true;

}

else

{

captureVal = GPT_GetInputCaptureValue(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL);

/* Switch Interrupt mode to rising edge */

GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_RiseEdge);

gptIsrFlag_Start = false;

gptIsrFlag_Finish = true;

}

GPT_ClearStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_CHANNEL_FLAG);

}

SDK_ISR_EXIT_BARRIER;

}

-----------------------------

./ Main 主函數(shù)修改如下：

-----------------------------

int main(void)

{

gpt_config_t gptConfig;

...

GPT_GetDefaultConfig(&gptConfig);

/* Initialize GPT module */

GPT_Init(DEMO_GPT_BASE, &gptConfig);

...

/* Setup input capture on a gpt channel */

GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_RiseEdge);

...

/* Enable GPT Overflow interrupt */

GPT_EnableInterrupts(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlagInterruptEnable);

...

while (true)

{

/* Check whether occur 2nd interupt */

if (true == gptIsrFlag_Finish)

{

PRINTF("\r\n Input Capture Half Period Value =%u us\r\n", (captureVal - captureVal_Last)/24);

gptIsrFlag_Finish = false;

}

else

{

__WFI();

}

-----------------------------

// 通過 GPT_GetDefaultConfig 函數(shù)獲取默認(rèn)的 GPT Capture 配置，參考 docs 目錄下的 MCUXpresso SDK API Reference Manual_MIMX8MM6.pdf 文檔，可以查到默認(rèn)配置如下，如果需要也可以修改這個(gè)配置

-----------------------------

config->clockSource = kGPT_ClockSource_Periph;

config->divider = 1U;

config->enableRunInStop = true;

config->enableRunInWait = true;

config->enableRunInDoze = false;

config->enableRunInDbg = false;

config->enableFreeRun = false;

config->enableMode = true;

-----------------------------

// 通過 GPT_SetInputOperationMode 函數(shù)將 GPT Capture 模式初始配置為上升沿觸發(fā)

// 為了處理 GPT Counter Overflow，使能對(duì)應(yīng)中斷

// while 函數(shù)循環(huán)執(zhí)行當(dāng) gptIsrFlag_Finish 第二次中斷采集結(jié)束標(biāo)志位聲明后，打印捕獲的輸入 PWM 波的半波周期。這里需要說明下，由于 NXP iMX8MM SoC 也受到如下 Errata 影響，因此 GPT Clock Source 只能使用內(nèi)部 24M Hz 時(shí)鐘源，所以這里 printf 函數(shù)直接使用 24M 來(lái)算出半波周期是多少 us 。

https://www.nxp.com.cn/docs/en/errata/IMX8X_C0_0N99Z_ER.pdf

5). Verdin i.MX8MM Cortex-M4核心FreeRTOS GPT Capture示例部署測(cè)試

a). 將上述修改后的項(xiàng)目參考章節(jié) 3 的相關(guān)資料編譯后，復(fù)制 gpt_capture.bin 可執(zhí)行文件到 Verdin i.MX8MM 核心板 Linux /home/root 目錄下保存。

b). 對(duì)Verdin i.MX8MM 模塊進(jìn)入 U-boot 命令行，通過如下命令配置 Cortex-M4 核心 Firmware 下載和運(yùn)行

-----------------------------

# setenv load_cmd "ext4load mmc 0:2"

# setenv m4image "/home/root/gpt_capture.bin"

> setenv m4image_size 17000

> setenv loadm4image "${load_cmd} ${loadaddr} ${m4image}"

> setenv m4boot "${loadm4image}; cp.b ${loadaddr} 0x7e0000 ${m4image_size}; dcache flush; bootaux 0x7e0000"

> saveenv

> run m4boot

-----------------------------

c). Verdin i.MX8MM Cortex-M4 核心運(yùn)行后其調(diào)試串口打印信息

-----------------------------

GPT input capture example

Once the input signal is received the input capture half peroid is printed

-----------------------------

d). 此時(shí)在 Verdin i.MX8MP 平臺(tái)通過如下腳本使能 1kHz 50% 占空比 PWM 輸出 10s 時(shí)間

-----------------------------

#!/bin/sh

cd /sys/class/pwm/pwmchip0/

echo 0 > export

echo 1000000 > pwm0/period

echo 500000 > pwm0/duty_cycle

echo "normal" > pwm0/polarity

echo 1 > pwm0/enable

sleep 10

echo 0 > pwm0/enable

-----------------------------

e). 這時(shí) Verdin i.MX8MM Cortex-M4 調(diào)試串口就會(huì)打印出對(duì)應(yīng)的半波周期

-----------------------------

...

Input Capture Half Period Value =500 us

Input Capture Half Period Value =499 us

...

-----------------------------

f). 嘗試將 Verdin i.MX8MP PWM 修改為 10kHz 80%/20% 占空比

-----------------------------

...

echo 100000 > pwm0/period

echo 80000 > pwm0/duty_cycle

...

-----------------------------

g). Verdin i.MX8MM Cortex-M4 輸出周期會(huì)對(duì)應(yīng)變化

-----------------------------

Input Capture Half Period Value =80 us

-----------------------------

h). 最后，由于 Verdin i.MX8MM GPT1 CAPTURE1 管腳在 Cortex-A53 核心 Linux 下默認(rèn)是用于 WAKEUP GPIO 使用，如果需要同時(shí)運(yùn)行 Verdin i.MX8MM Cortex-A53 核心和 Cortex-M4 核心，就需要在 Linux device-tree 文件中將 WAKEUP gpio-key 功能替換為其他 GPIO 管腳資源。