嵌入式Linux裸机开发（一）基础介绍及汇编LED驱动

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  • 系列文章目录
  • 前言
  • IMX6ULL介绍
    • 主要资料
    • IO表现形式
  • 汇编LED驱动
    • 原理图
    • 初始化流程
      • 时钟设置
      • IO复用设置
      • 电气属性设置
      • 使用GPIO
    • 编写驱动
    • 编译程序
      • 编译.o文件
      • 地址链接.elf
      • 格式转换.bin
      • 反汇编（其他）
    • 综合成Makefile完成一步编译
    • 烧录程序
      • imxdownload
      • 准备SD卡
      • 向SD卡烧写程序

前言

现在开始正式在开发板上进行开发，仍然看的是正点原子的资料

IMX6ULL介绍

主要资料

使用的是Cortex-A7
在这里插入图片描述
点击芯片名字打开介绍，主要参考的手册是：
在这里插入图片描述
以及数据手册：
在这里插入图片描述

IO表现形式

对于一般的STM32来说，IO的表现形式为：
在这里插入图片描述
管教名为PA1，管脚的功能在倒数第二列

对于IMX6ULL，IO形式在参考手册里面，且没有上面的表格：目录列表即管教名：SNVS_TAMPER2这样格式的，是对寄存器介绍的。
在这里插入图片描述
下图的这两种，有MUX的表示本节介绍的是复用功能
在这里插入图片描述
配置其电气模式：就是速度、上下拉类似stm32那些
在这里插入图片描述

汇编LED驱动

Cortex-A汇编的功能：

  • 初始化SOC外设
  • 初始化DDR（一般内部ROM存放了启动代码，读取DDR配置信息，完成DDR初始化）
  • 设置SP指针，一般指向DDR，设置好C语言环境

原理图

在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

初始化流程

参考STM32的初始化过程：
在这里插入图片描述

  • 使能GPIO时钟
  • 设置IO复用，复用为GPIO
  • 配置电气属性
  • 使用

时钟设置

对IMX6ULL来说：CCM为其时钟控制
在这里插入图片描述
打开发现CCGR0-6，控制了其所有的外设时钟
在这里插入图片描述
有几种模式，但先直接初始化为11，所有模式下都开启，且CG0-CG15都这样，即0xfffffff
在这里插入图片描述
这里有地址：0x20C4068
在这里插入图片描述

IO复用设置

在这里插入图片描述

需要设置为0101，即复用为GPIO模式
SION寄存器，设置为默认0就行

电气属性设置


SRE(bit0)： 对应图 8.1.4.2 中的 SRE，设置压摆率，当此位为 0 的时候是低压摆率，当为 1的时候是高压摆率。这里的压摆率就是 IO 电平跳变所需要的时间（高速通信就用高压摆率），要过EMC就用低压摆率。

DSE(bit5:3)：对应图 8.1.4.2 中的 DSE，当 IO 用作输出的时候用来设置 IO 的驱动能力，111驱动能力最强。
在这里插入图片描述
SPEED(bit7:6)： 对应图 8.1.4.2 中的 SPEED，当 IO 用作输出的时候，此位用来设置 IO 速度
在这里插入图片描述
PUE(bit13)：当 IO 作为输入的时候，为 0 的时候使用状态保持器，当为 1 的时候使用上下拉。状态保持器在当外部电路断电以后此 IO 口可以保持住以前的状态。

PKE(bit12)： 此位为0 时禁止上下拉/状态保持器，为 1 时使能上下拉和状态保持器。

ODE(bit11)：当 IO 作为输出的时候，此位为 0 的时候禁止开路输出， 当此位为 1 的时候就使能开路输出功能。

PUS(bit15:14)： 用来设置上下拉电阻的
在这里插入图片描述
HYS(bit16)：使能迟滞比较器，当 IO 作为输入功能的时候有效，用于设置输入接收器的施密特触发器是否使能。如果需要对输入波形进行整形的话可以使能此位。此位为 0 的时候禁止迟滞比较器，为 1 的时候使能迟滞比较器。

使用GPIO

在这里插入图片描述

  • DR：读写数据

  • GDIR：IO是输入还是输出

  • PSR：功能和输入状态下的DR寄存器一样，读取IO状态

  • ICR1、ICR2：中断控制寄存器，ICR1配置IO0-15，ICR2配置IO16-31
    在这里插入图片描述
    要设置 GPIO1_IO15为上升沿触发中断，那么 GPIO1.ICR1=2<<30

  • IMR：中断屏蔽寄存器，使能某个 GPIO 的中断，那么设置相应的位为 1 即可，反之，如果要禁止中断，那么就设置相应的位为 0，使能 GPIO1_IO00 的中断，那么就可以设置 GPIO1.MIR=1

  • ISR：中断状态寄存器，32 位寄存器，只要某个 GPIO 的中断发生，那么ISR 中相应的位就会被置 1

  • EDGE_SEL：边沿选择寄存器，设置边沿中断，这个寄存器会覆盖 ICR1 和 ICR2 的设置，同样是一个 GPIO 对应一个位。如果相应的位被置 1，那么就相当与设置了对应的 GPIO 双边沿触发。

各个地址在这里：
在这里插入图片描述
以GDIR为例子：每一位代表一个IO，IO3为1即0x8
在这里插入图片描述

编写驱动

.global _start   //全局start入口_start://使能所有外设时钟ldr r0, =0x020C4068 //CCGR0寄存器地址ldr r1, =0xffffffff //写入的数据str r1, [r0]        ldr r0, =0X020C406C /* 寄存器 CCGR1 */str r1, [r0]ldr r0, =0X020C4070 /* 寄存器 CCGR2 */str r1, [r0]ldr r0, =0X020C4074 /* 寄存器 CCGR3 */str r1, [r0]ldr r0, =0X020C4078 /* 寄存器 CCGR4 */str r1, [r0]ldr r0, =0X020C407C /* 寄存器 CCGR5 */str r1, [r0]ldr r0, =0X020C4080 /* 寄存器 CCGR6 */str r1, [r0]// 设置 GPIO1_IO03 复用为 GPIOldr r0, =0X020E0068 /* 将寄存器 SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE 加载到 r0 中 */ldr r1, =0X5 /* 设置寄存器 SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE 的 MUX_MODE 为 5 */str r1,[r0]/* 3、配置 GPIO1_IO03 的 IO 属性*bit [16]:    0 HYS 关闭*bit [15:14]: 00 默认下拉*bit [13]: 0 kepper 功能*bit [12]: 1 pull/keeper 使能*bit [11]: 0 关闭开路输出*bit [7:6]: 10 速度 100Mhz*bit [5:3]: 110 R0/6 驱动能力*bit [0]: 0 低转换率*/ldr r0, =0X020E02F4 /*寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE */ldr r1, =0X10B0str r1,[r0]//设置为输出模式ldr r0, =0X0209C004 /*寄存器 GPIO1_GDIR */ ldr r1, =0X0000008str r1,[r0]//输出低电平ldr r0, =0X0209C000 /*寄存器 GPIO1_DR */ldr r1, =0str r1,[r0]//loop循环
loop：b loop

编译程序

编译.o文件

在这里插入图片描述

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c leds.s -o leds.o

用交叉编译器进行编译，“-g”选项是产生调试信息， GDB 能够使用这些调试信息进行代码调试。“-c”选项是编译源文件，但是不链接。“-o”选项是指定编译产生的文件名字，这里我们指定 led.s 编译完成以后的文件名字为 led.o。

地址链接.elf

在STM32中，keil会链接存储的起始地址和运行地址0x80000000
我们烧写到SD卡中，上电以后 I.MX6U 的内部 boot rom 程序会将可执行文件拷贝到链接地址处，这个链接地址可以在 I.MX6U 的内部 128KB RAM 中(0X900000~0X91FFFF)，也可以在外部的 DDR 中。

拷贝到DDR中：
链接起始地址为 0X87800000。 I.MX6U-ALPHA 开发板的 DDR 容量有两种： 512MB 和256MB，起始地址都为 0X80000000，只不过 512MB 的终止地址为 0X9FFFFFFF，而 256MB 容量的终止地址为 0X8FFFFFFF。之所以选择 0X87800000 这个地址是因为后面要讲的 Uboot 其链接地址就是 0X87800000，这样我们统一使用 0X87800000 这个链接地址，不容易记混。

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 leds.o -o leds.elf

在这里插入图片描述
最后还需要格式转换到bin文件：

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g leds.elf leds.bin

格式转换.bin

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g leds.elf leds.bin

“-O”选项指定以什么格式输出，后面的“binary”表示以二进制格式输出，选项“-S”表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息，“-g”表示不复制源文件中的调试信息。
在这里插入图片描述

反汇编（其他）

反汇编：多数是用 C 语言写的，有时候查看其汇编代码来调试，一般可以将 elf 文件反汇编

arm-linux-gnueabihf-objdump -D leds.elf > leds.dis

“-D”选项表示反汇编所有的段，反汇编完成以后就会在当前目录下出现一个名为 led.dis 文件
在这里插入图片描述

综合成Makefile完成一步编译

创建Makefile文件：

leds.bin:leds.sarm-linux-gnueabihf-gcc -g -c leds.s -o leds.oarm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 leds.o -o leds.elfarm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g leds.elf leds.binarm-linux-gnueabihf-objdump -D leds.elf > leds.dis
clean:rm -rf *.o leds.bin leds.elf leds.dis

在这里插入图片描述

烧录程序

imxdownload

I.MX6U 支持从外置的 NOR Flash、 NAND Flash、 SD/EMMC、 SPI NOR Flash和 QSPI Flash 这些存储介质中启动，所以我们可以将代码烧写到这些存储介质中中。在这些存储介质中，除了 SD 卡以外，其他的一般都是焊接到了板子上的，我们没法直接烧写。

将 imxdownload 拷贝到工程根目录下，也就是和 leds.bin 处于同一个文件夹下，给予 imxdownload 可执行权限,给予 imxdownload 可执行权限以后其名字变成了绿色的，如果没有可执行权限的话其名字颜色是白色的。

chmod 777 imxdownload

在这里插入图片描述

准备SD卡

ls /dev/sd*

在这里插入图片描述
查看可知该SD卡挂载/dev/sdb、/dev/sdb1，/dev/sdd 是我的 SD 卡， /dev/sdd1 是 SD 卡的第一个分区

向SD卡烧写程序

./imxdownload <.bin file> <SD Card>

在这里插入图片描述
注意如果出现MB/s的烧写速度，肯定烧写失败，需要重启Ubuntu，这里我下载错了，应该是/dev/sdb

烧写完成以后会在当前工程目录下生成一个 load.imx 的文件

之后，设置为SD卡启动，按下复位键
在这里插入图片描述
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