By Toradex胡珊逢

Colibri iMX8X 计算机模块上的处理器具有 Cortex-A35 和 Cortex-M4F。在  A35 上运行 Linux 操作系统, M4F 通常运行一个实时擦操作系统例如 FreeRTOSNXP  MCUxpresso SDK 提供了  Cortex-M4F 例程能够帮助用户进行开发。 MCUxpresso SDK 中只提供了少量的外设操作演示本文将介绍如何修改配置文件并调用 FreeRTOS API 创建一个 SPI 例程驱动 SPI 接口的 OLED 屏幕。

 

首先从 NXP 网站下载 MCUxpresso SDK。根据所使用的模块分别选择 Select Development Board → Processors → I.MX → 8QuadXPlus → MIMX8QXx → MIMX8QX5xxxDZ/MIMX8QX6xxxDZ最后点击 Build MCUXpresso SDK 即可下载。

 

 SDK 安装目录的 boards/mekmimx8qx/rtos_examples/ 位置创建一个 freertos_lpspi 文件夹里面工程文件可以从 freertos_lpuart 复制然后进行修改我们也提供修改好的例程以便使用。主要修改的内容如下。

pin_mux.h

定义使用的引脚,包括输出调试信息的串口,LPSPI 以及两个 GPIO 用于 OLED 的复位和命令/数据选择。

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/* ADC_IN2 (coord V32), M40_UART0_RX */

#define BOARD_INITPINS_M40_UART0_RX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SCU_GPIO0_00 /*!< Pin function id */

/* ADC_IN3 (coord V30), M40_UART0_TX */

#define BOARD_INITPINS_M40_UART0_TX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SCU_GPIO0_01 /*!< Pin function id */

#define BOARD_INITPINS_SPI2_MOSI_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SDO

#define BOARD_INITPINS_SPI2_MISO_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SDI

#define BOARD_INITPINS_SPI2_CLK_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SCK

#define BOARD_INITPINS_SPI2_CS0_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_CS0

#define BOARD_INITPINS_BB_UART2_TX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_UART2_TX /* SODIMM21 GPIO1.IO23 OLED COMMAND/DATA SELECT*/

#define BOARD_INITPINS_BB_UART2_RX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_UART2_RX /* SODIMM19 GPIO1.IO24 OLED RESET*/

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pin_mux.c

初始化上面定义的引脚,并配置复用关系。设置在BOARD_InitPins函数中完成。

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void BOARD_InitPins(sc_ipc_t ipc) /*!< Function assigned for the core: Cortex-M4F[m4] */

{

  sc_err_t err = SC_ERR_NONE;

  err = sc_pad_set_all(ipc, BOARD_INITPINS_M40_UART0_RX_PIN_FUNCTION_ID, 2U, SC_PAD_CONFIG_NORMAL,     SC_PAD_ISO_OFF, 0x0 ,SC_PAD_WAKEUP_OFF);/* IOMUXD_ADC_IN2 register modification value */

  if (SC_ERR_NONE != err)

  {

    assert(false);

  }

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freertos_lpspi.c

这里包括了对LPSPI 的设置,以及通过 SPI 发送数据。

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sc_pm_set_resource_power_mode(ipc, SC_R_SPI_2, SC_PM_PW_MODE_ON)

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配置 LPSPI 的供电。

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sc_pm_clock_enable(ipc, SC_R_SPI_2, SC_PM_CLK_PER, true, 0);
if (CLOCK_SetIpFreq(kCLOCK_DMA_Lpspi2, SC_60MHZ) == 0)

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设置 LPSPI 时钟源。

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LPSPI_RTOS_Init(&handle, ADMA__LPSPI2, &lpspi_config, LPUART_CLK_FREQ)

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完成对 LPSPI 工作状态配置,包括 SPI 时钟频率、相位、采样点、帧长等,这些包含在 lpspi_config 结构体中。

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lpspi_master_config_t lpspi_config = {
.baudRate = 6000000,
.bitsPerFrame = 1024, /*!< Bits per frame, minimum 8, maximum 4096.*/
.cpol = kLPSPI_ClockPolarityActiveLow,
.cpha = kLPSPI_ClockPhaseSecondEdge,
.direction = kLPSPI_MsbFirst,
.pcsToSckDelayInNanoSec = 50,
.lastSckToPcsDelayInNanoSec = 50,
.betweenTransferDelayInNanoSec = 50,
.whichPcs = kLPSPI_Pcs0,
.pcsActiveHighOrLow = kLPSPI_PcsActiveLow,
.pinCfg = kLPSPI_SdiInSdoOut,
.dataOutConfig = kLpspiDataOutRetained,
};

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其中bitsPerFrame 是指 SPI 的帧长,根据 SPI 设备实际数据输入要求需要做相应的更改,通常指令和数据的长度是不一样。例如在这个例程里多次调用 LPSPI_RTOS_Init 函数对其进行调整。

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LPSPI_RTOS_TransferBlocking(&handle, &spi_data)

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该函数实现 SPI 数据发送。由于采用了阻塞的方式发送,需要等待数据传输完毕才推出函数。数据存储在 lpspi_transfer_t  格式的结构体中。其中也包含了 SPI 一些配置,例如使用哪个 CS 片选,是否连续发送等。

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lpspi_transfer_t spi_data = {

.txData = send_buffer,

.rxData = recv_buffer,

.dataSize = sizeof(send_buffer),

.configFlags = kLPSPI_MasterPcs0 | kLPSPI_MasterPcsContinuous | kLPSPI_MasterByteSwap,

};

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上面 SPI 相关 API 主要来自 devices/MIMX8QX6/drivers/fsl_lpspi_freertos.cfsl_lpspi.c。在默认的  fsl_lpspi_freertos.c 中只有非阻塞方式的 SPI 传输函数 LPSPI_RTOS_Transfer()。因此在这里我们新构建一个阻塞方式的函数 LPSPI_RTOS_TransferBlocking()

 

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status_t LPSPI_RTOS_TransferBlocking(lpspi_rtos_handle_t *handle, lpspi_transfer_t *transfer)
{
  status_t status;

  status = LPSPI_MasterTransferBlocking(handle->base, transfer);
  if (status != kStatus_Success)
  {
    return status;
  }

  return status;
}

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  fsl_lpspi_freertos.h 头文件中申明该函数。

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status_t LPSPI_RTOS_TransferBlocking(lpspi_rtos_handle_t *handle, lpspi_transfer_t *transfer);

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另外为了支持编译,在 devices/MIMX8QX6/drivers 目录中创建 driver_lpspi_freertos_MIMX8QX6.cmake  driver_lpspi_MIMX8QX6.cmake 两个文件。相应地在上面项目工程目录中的boards/mekmimx8qx/rtos_examples/freertos_lpspi/armgcc/CMakeLists.txt 中将 LPSPI 的驱动添加进来。

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# include modules
include(driver_clock_MIMX8QX6)
include(driver_lpspi_MIMX8QX6)
include(driver_lpspi_freertos_MIMX8QX6)

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到此我们已经完成 LPSPI 在 FreeRTOS 的配置以及创建一个工程项目来使用 LPSPI 发送数据。上面的操作涉及 SDK 中多处修改,为了方便用户测试,我们也提供经修改的整个SDK

 

编译好后,在 U-Boot 中通过 tftp 下载 M4 固件并运行。

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Colibri iMX8X #   print m4boot_test

m4boot_test=tftp ${loadaddr} m4_0.bin; dcache flush; bootaux ${loadaddr} 0
Colibri iMX8X # run m4boot_test

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OLED 屏幕显示如下。

NXP iMX8X M4核心SPI开发_web5991.png 

总结

通过上面的内容介绍了如何在 M4 上使用默认例程之外的外设,SDK 中还提供了诸多外设的 FreeRTOS API。用户可以使用类似的方法进行开发。