TQIMX8MM设备树IO引脚复用配置方法

例程开发板：TQIMX8MM

开发板系统：Ubuntu 20.04

内核版本：5.4.24

前言

随着嵌入式系统的不断发展，设备树作为一种重要的硬件描述语言，已经成为了嵌入式系统开发中不可或缺的一部分。

在设备树中，配置IO引脚和复用功能是非常常见的需求。

这时候，pinctrl就会发挥重要的作用。

它可以帮助开发者在不同的设备上配置GPIO引脚和复用功能，从而方便地实现硬件资源的管理和控制。

在本文中，我们将详细介绍如何在设备树中借助pinctrl来配置GPIO引脚和复用功能，以及如何在Linux内核中使用这些配置来控制硬件资源。

由于篇幅有限，本文只涉及IO引脚复用配置，如需完全掌握IO引脚配置并使用，还需进一步了解IO引脚电气特性配置方法以及GPIO子系统相关知识。

pinctrl子系统简介

大多数芯片的引脚都是支持复用的，如某些引脚既可以设置为GPIO，也可设置为I2C，此外，与单片机一样，引脚还需要设置各种电气特性，如上拉下拉、速度、驱动能力等。

在如今芯片上百个引脚的情况下，传统寄存器配置引脚的方法显得非常吃力，其中容易造成引脚功能冲突等问题显得尤为突出，pinctrl就是为解决此类问题而诞生的。

pinctrl 子系统主要工作内容如下：

①、获取设备树中 pin 信息。

②、根据获取到的 pin 信息来设置 pin 的复用功能

③、根据获取到的 pin 信息来设置 pin 的电气特性，比如上/下拉、速度、驱动能力等。

对于我们使用者，一般只需在设备树中修改引脚相关属性既可，引脚初始化等工作均由pinctrl完成。以下将介绍基于pinctrl的引脚复用配置思路方法。

引脚复用基本思路

1.根据需要复用的功能，查找空闲可用引脚

2.如无空闲引脚，可先关掉原先占用这些引脚的设备

3.在对应的外设的设备树修改或添加复用功能引脚

1、确认功能引脚

比如，需要使用PWM1，在《IMX8MMRM.pdf》芯片参考手册（以下简称芯片手册）第八章，IO复用表，找到PWM1：

可以看到此功能可以在这三个引脚中选择一个作为复用。

若选择“I2C4_SDA”引脚作为PWM1，需要在设备树中关闭引脚原来的功能，再进行修改复用。

2、查找并关闭引脚占用

①在“imx8mm-tqv1.dts”设备树中搜索“I2C4_SDA”，可以发现引脚有两处引用：

此处作为I2C4输出：

②此处作为GPIO：

③搜索这两个节点的名称，查看是否被调用：

在“imx8mm-tqv1-lvds.dts”文件中，找到“pinctrl_i2c4”节点的引用，但并未在此设备树文件或其他设备树文件中找到“pinctrl_gpio_wlf”的引用，说明只有“pinctrl_i2c4”配置生效，现在引脚被复用为I2C4的SDA功能：

④将此节点注释：

vscode中选中代码块，键盘Ctrl+/进行注释

3、重新配置设备引脚

①搜索找到pwm1的pinctrl节点：

在“imx8mm-tqv1.dts”找到：

②找到相关复用宏定义：

在“imx8mm-pinfunc.h”中可以找到“PWM1_OUT”的相关的宏定义，可以搜索到三条，找到“I2C4_SDA”引脚的此条定义：

③替换复用宏定义：

将“pinctrl_pwm1”节点下的宏定义替换为刚刚找到的宏定义：

修改完成：

至此，“I2C4_SDA”引脚被复用成“PWM1_OUT”功能。

下面列举I2C的引脚配置。

I2C引脚复用配置

由于不同外设的复用方式各有不同，需要具体情况具体分析。

本例以I2C4引脚复用配置举例，在IMX8MM上，通过查看芯片手册得知，每一路硬件I2C只能用唯一的特定的引脚，无法复用成其他引脚，但当其引脚被其他功能占用时，就需要先关闭占用引脚的功能。

1.在芯片手册中查找功能对应的引脚

可以看到，要使用“I2C4_SCL”和“I2C4_SDA”：

2.在设备树中查找引脚是否被占用，有占用就关闭：

“I2C4_SDA”被PWM1占用，注释此节点，或将此节点功能引脚改复用成其他引脚：

这个节点也用到了此引脚，但节点未被调用，可以不用管：

这个同上，未被调用，不用管：

3.将“pinctrl_i2c4”节点的引脚设置为“I2C4_SCL”和“I2C4_SDA”：

至此，在设备树中I2C4引脚复用配置完成。