cortexm7是内核还是芯片（9.Cortex-A9LED汇编）

一般我们购买一个开发板，厂家都会给出对应的电路图文件，我们可以通过搜索对应名称来查找到对应的外设对于驱动工程师来说，我们只需要知道外设与SOC交互的一些数据线和信号线即可，接下来我们就来聊聊关于cortexm7是内核还是芯片?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!

cortexm7是内核还是芯片

0. 前言

一般我们购买一个开发板，厂家都会给出对应的电路图文件，我们可以通过搜索对应名称来查找到对应的外设。对于驱动工程师来说，我们只需要知道外设与SOC交互的一些数据线和信号线即可。

用主控芯片控制这些外设的一般步骤：

看电路原理图，弄明白主控芯片和外设是怎么连接的，对于驱动工程师来说，主要是看外设的一些clk、数据引脚、控制引脚是如何连接的；

外设一般都会连接到SOC的1个或者多个控制器上，比如i2c、spi、GPIO等，有的是数据线有的是信号线，中断线等；

根据电路连接和需求对主控芯片进行设置，往往对外设的设置都是通过寄存器操作实现；

书写相应代码，实现功能，不同类型的外设，代码结构也不尽相同，比如按键，我们既可以通过轮询方式读取按键信息，也可以通过中断方式来读取。

下面我们就以华清远见的fs4412开发板为例来看如何编写led的裸机程序。 SOC exynos 4412 datahseet 下载地址自行搜索。

一、LED灯电路图

通过后续的章节的一些常用外设的分析，相信大家会掌握如何查阅电路图。

首先看下led电路图：

LED电路图

该板子有4个LED，是发光二极管，有电流是为蓝色；

led都接了上拉电阻；

三极管的基极接了SOC的某个GPIO引脚；

比如GPX1_0,当该引脚为高电平是，三极管pn结导通，于是LED3两侧就有了电势差，LED3被点亮，如果该引脚为低电平，pn结截止，LED3两侧就没有了电势差，LED3熄灭。

下面是CPU核访问GPIO控制器的数据通路：

AHB：高速总线

APB Bridge:APB总线桥

APB：外设总线，低速总线

GPIO挂载在APB总线上

由上图可知，cpu要访问GPIO的寄存器需要经过的路径。

二、GPIO

GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态-是高电平或是低电平。

用户可以通过GPIO口和硬件进行数据交互(如UART)，控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等),读取硬件的工作状态信号（如中断信号）等。GPIO口的使用非常广泛。

1. GPIO的优点

低功耗：GPIO具有更低的功率损耗(大约1µA，µC的工作电流则为100µA)。

集成I²C从机接口：GPIO内置I²C从机接口，即使在待机模式下也能够全速工作。

小封装：GPIO器件提供最小的封装尺寸—3mm x 3mm QFN!

低成本：您不用为没有使用的功能买单！

快速上市：不需要编写额外的代码、文档，不需要任何维护工作！

灵活的灯光控制：内置多路高分辨率的PWM输出。

可预先确定响应时间：缩短或确定外部事件与中断之间的响应时间。

更好的灯光效果：匹配的电流输出确保均匀的显示亮度。

布线简单：仅需使用2条I²C总线或3条SPI总线。

2. exynos4412 GPIO特性

172 个外部中断

32个外部可唤醒中断

252个多功能 input/output ports

在休眠模式下也可以控制GPIO引脚，但不包括 GPX0, GPX1, GPX2, and GPX3

3. 6 General Purpose Input/Output (GPIO) Control

Exynos 4412 SCP 包括304个多功能 input/output端口引脚和164 存储端口引脚. 总共 37 个端口分组和两个存储端口分组.。

下图为GPIO模块图：

三、如何操作GPIO？

主要通过寄存器来操作GPIO引脚。

GPxCON用于选择引脚功能，GPxDAT用于读/写引脚数据；另外，GPxUP用于确定是否使用内部上拉电阻。其中x为A、B…..H、J等。

1. GPxCON寄存器

从寄存器的名字可以看出，它用于配置（Configure）-选择引脚功能。

LED3是连接到GPX1_0,该引脚说明如下：

由上图所示，

GPX1CON地址为0x1100C20;

LED3是输出设备，所以需要将GPX1CON[3:0]设置为0x1，但是能修改其他的bite。

2. GPxDAT寄存器

GPxDAT用于读/写引脚；当引脚被设为输入时，读此寄存器可知相应引脚的电平状态是高还是低；当引脚被设为输出时，写此寄存器相应位可以令此引脚输出高电平或是低电平。

GPX1DAT的地址是0x1100C24

LED3对应的输出引脚是GPX1DAT[0]，点灯只需要将该引脚设置为1即可，灭灯将bite0置0。

3. GPxUP寄存器

GPxUP：某位为1时，相应引脚无内部上拉电阻；为0时，相应引脚使用内部上拉电阻。

上拉电阻的作用在于：当GPIO引脚处于第三态（即不是输出高电平，也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片）时，它的电平状态由上拉电阻、下拉电阻确定。

本例不用设置。

四、驱动编写

下面我们分别用汇编和C语言来给LED编写驱动程序。

1. 汇编代码

大家如果掌握了我之前讲解的汇编指令的知识点，那么这个代码很容易就能看明白：

.globl_start .arm _start: LDRR0,=0x11000C20@将配置寄存器GPX1CON的地址写入到R0 LDRR1,[R0]@读取寄存器GPX1CON的值保存到R1 BICR1,R1,#0x0000000f@将R1的3:0位清0，目的是不覆盖到其他bit的值 ORRR1,R1,#0x00000001@将R1的3:0位置1 STRR1,[R0]@将R1的值写回寄存器GPX1CON loop: LDRR0,=0x11000C24@将data寄存器GPX1DAT的地址写入到R0 LDRR1,[R0]@读取寄存器GPX1DAT的值保存到R1 ORRR1,R1,#0x01@将R1的值bite0设置为1，即拉高，点灯 STRR1,[R0]@将R1的值写回寄存器GPX1DAT BLdelay@调用延时函数 LDRR1,[R0] BICR1,R1,#0x01@将R1的值bite0设置为0，即拉低，灭灯 STRR1,[R0] BLdelay Bloop delay:@delay延时函数 LDRR2,=0xfffffff loop1: SUBR2,R2,#0x1 CMPR2,#0x0 BNEloop1 MOVPC,LR@返回 .end

Makefile

TARGET=gcd all: arm-none-linux-gnueabi-gcc-O0-g-c-o$(TARGET).o$(TARGET).s arm-none-linux-gnueabi-ld$(TARGET).o-Ttext0x40008000-N-o$(TARGET).elf arm-none-linux-gnueabi-objcopy-Obinary-S$(TARGET).elf$(TARGET).bin clean: rm-rf*.o*.elf*.dis*.bin

程序功能很简单，就是让LED3呈现一闪一闪的效果。

执行make，最终生成的gcd.bin文件。

2. c语言实现

如果要进入C语言执行环境，那么就必须为设置栈空间，函数调用参数和返回值会压栈。

start.s

.text .global_start _start: ldrsp,=0x70000000/*getstacktoppointer*/ bmain

main.c

/*GPX1*/ typedefstruct{ unsignedintCON; unsignedintDAT; unsignedintPUD; unsignedintDRV; }gpx1; #defineGPX1(*(volatilegpx1*)0x11000C20) voidled_init(void) { GPX1.CON=GPX1.CON&(~(0x0000000f))|0x00000001; } voidled_on(intn) { GPX1.DAT=GPX1.DAT|0x01; } voidled_off() { GPX1.DAT=GPX1.DAT&(~(0x01)); } voiddelay_ms(unsignedintnum) {inti,j; for(i=num;i>0;i--) for(j=1000;j>0;j--) ; } intmain(void) { led_init(); while(1){ led_on(); delay_ms(500); led_off(); delay_ms(500); } while(1); return0; }

map.lds

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm","elf32-littlearm","elf32-littlearm") OUTPUT_ARCH(arm) ENTRY(_start) SECTIONS { .=0x40008000;;从该地址开始 .=ALIGN(4); .text:;指定代码段 { gcd.o(.text);代码的第一个部分，绝对不能错 *(.text) } .=ALIGN(4); .rodata:;只读数据段 {*(.rodata)} .=ALIGN(4); .data:;读写数据段 {*(.data)} .=ALIGN(4); .bss: {*(.bss)} }

Makefile

TARGET=gcd TARGETC=main all: arm-none-eabi-gcc-O0-g-c-o$(TARGETC).o$(TARGETC).c arm-none-eabi-gcc-O0-g-c-o$(TARGET).o$(TARGET).s arm-none-eabi-gcc-O0-g-S-o$(TARGETC).s$(TARGETC).c arm-none-eabi-ld$(TARGETC).o$(TARGET).o-Tmap.lds-o$(TARGET).elf arm-none-eabi-objcopy-Obinary-S$(TARGET).elf$(TARGET).bin clean: rm-rf*.o*.elf*.dis*.bin

执行make命令，最终生成的gcd.bin文件。

这段代码中，读者可能不能理解的是下面的定义：

typedefstruct{ unsignedintCON; unsignedintDAT; unsignedintPUD; unsignedintDRV; }gpx1; #defineGPX1(*(volatilegpx1*)0x11000C20)

由上图所示：

(volatile gpx1 *)0x11000C20 ) ：将常量0x11000C20 强转成struct gpx1类型指针

(* (volatile gpx1 *)0x11000C20 )：查找指针对应的内存驱动，即对应整个结构体变量，结构体变量地址为0x11000C20

#define GPX1 (* (volatile gpx1 *)0x11000C20 ) ：GPX1等价于地址为0x11000C20的结构体变量

这样我们要想操作GPX1的寄存器，就可以像结构体变量一样操作即可。

3. 测试

采用UBOOT自带的命令loadb,通过串口以baud速率下载binary(.bin)至SDRAM中某一地址中，然后用go 命令从某地址处开始执行程序。

该命令使用了kermit protocol，嵌入式系统通常使用该协议与pc传送文件。

操作步骤如下：

串口连接开发板，开发板启动后在读秒阶段，立即按下回车，进入uboot命令界面

执行loadb 40008000 【该地址与Makefile 和map.lds文件中的地址保持一致】

选择菜单transfer->send Kermit,

然后选择我们编译好的gcd.bin文件,

点击OK，出现"Staring kermit transfer."字样，

执行 go 40008000，运行程序

执行结果：

可以看到LED闪烁的现象。

5. 注意

该种测试方法需要bootloader选用uboot，并且需要串口工具支持Kermit协议，一口君使用的是SecureCRT7.3.3版本【其他低一些的版本可能不支持该协议】，该软件的下载和安装方法【安装方法有点繁琐】可以加我好友 后台回复【SecureCRT】。

SecureCRT版本