Работа с GPIO/en

In Wiren Board part GPIO output to terminal blocks, connectors on the expansion modules, the other part is used for business purposes. GPIO are also used to control the switching transistors for low-voltage load.

The correspondence between numbers GPIO Linux and their location and function can be found in the table WB SH 3.5: List of GPIO or WB rev. 2.8: List of GPIO.

In Wiren Board rev. 2.8 8 GPIO on a special connector connected via MCP23S08 and temporarily do not work with standard Linux API. How to work with them there on the pageMCP23S08.

All GPIO (as well as other ports Wiren Board) working with voltage 3.3V. In no case do not connect directly to the GPIO signals with voltage over 3.3V! In case you want to connect devices operating at a higher voltage, you must use matching circuits or connected (for 5V) through a resistor of 20 kOhm or more

On some GPIO (particularly at the 3 GPIO, launched into terminals in Wiren Board rev. 2.8) can be programmatically set to lift 47K + 3.3V. See. Pin_pull-up.

sysfs interface under Linux

GPIO under Linux are supported through sysfs-interface.

To work through a certain GPIO sysfs it must be exported:

Here and further N - number of gpio

echo N > /sys/class/gpio/export

Exported gpio appear in the catalog /sys/class/gpio :

root@wirenboard:~# ls -1 /sys/class/gpio/
export
gpio32
gpiochip0
gpiochip120
gpiochip32
gpiochip64
unexport

В директории /sys/class/gpioN теперь находятся файлы для работы с GPIO (где N - номер GPIO, как и было сказано ранее): The directory /sys/class/gpioN are now files to work with GPIO (where N - No. of GPIO, as was said earlier):

root@wirenboard:~# ls -1 /sys/class/gpio/gpioN/
active_low
device
direction
edge
power
subsystem
uevent
value

Setting the direction of GPIO (input / output) is made by writing to the file direction </ b>

echo in > /sys/class/gpio/gpioN/direction #set the GPIO to input
echo out > /sys/class/gpio/gpioN/direction # set the GPIO to output 

Reading and Setting the GPIO is made using the file value.

Reading:

echo in > /sys/class/gpio/gpioN/direction # Set GPIO a number N to input 
cat /sys/class/gpio/gpioN/value # returns 1 or 0

Record:

echo out > /sys/class/gpio/gpioN/direction # set GPIO No. N to output 
echo 0 > /sys/class/gpio/gpioN/value # set logic 0 (low voltage) on the GPIO No. N
echo 1 > /sys/class/gpio/gpioN/value # set logical 1 (high voltage) to GPIO No. N

Sysfs interface and interrupt

Через интерфейс sysfs можно запросить прерывания по изменению состояния процессора.

Установка прерывания производится путём записи значения в файл "edge". Значения могут быть:

• "none" - отключить прерывание
• "rising" - включить прерывание по нисходящему фронту
• "falling" - включить прерывание по восодящему фронту
• "both" - включить прерывание по обеим фронтам.

Пример:

root@wirenboard:~# echo 3 >  /sys/class/gpio/export # экспортируем GPIO номер 3 (TB10 на WB3.3)
root@wirenboard:~# cat /sys/class/gpio/gpio3/edge   # проверяем состояние прерывания
none
root@wirenboard:~# echo falling > /sys/class/gpio/gpio3/edge # устанавливаем прерывание по нисходящему фронту
root@wirenboard:~# cat /proc/interrupts  | grep gpiolib # прерывание появилось в списке. 26 - внутренний номер прерывания, 0 - количество событий
 26:          0  gpio-mxs   3  gpiolib
root@wirenboard:~# cat /proc/interrupts  | grep gpiolib # после нескольких собтий, 76 - количество событий
 26:         76  gpio-mxs   3  gpiolib

Прерывания можно ловить из userspace с помощью системного вызова epoll() и select() на файл value. Пример работы см. [1]

См. также elinux.org

Прямое обращение через память процессора

Этот метод настоятельно НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ для использования без достаточных оснований. Для работы из С/C++ стоит использовать работу через файлы в sysfs, как описано в предыдущем разделе.

Управлять GPIO можно с помощью прямого доступа к регистрам процессора, в обход Linux через интерфейс /dev/mem. При этом, по сравнению с работой через sysfs минимизуются наладные расходы. Этот метод можно использовать, если вам необходим очень быстрый доступ к GPIO, например bitbang протоколов или ШИМ. Стоит иметь в виду, что планировщик процессов всё ещё может вносить в работу программы значительные задержки. Рекомендуется выносить критичные ко времени задачи в ядро.

См. [2] , [3]

GPIO и Device Tree

Указывать GPIO в Device Tree необходимо для настройки GPIO для работы в режиме программного SPI, I2C, для использования GPIO в качестве источника прерываний и т.д. Так например на пин 10@UEXT1 (CS) и пины 5@UEXT2 (SCL), 6@UEXT2 (SDA), 10@UEXT2 (CS) выведены линии GPIO процессора. Их можно сконфигурировать для использования например в качестве chip-select для SPI или в качестве I2C.

GPIO процессора и периферийных устройств разбиты на банки (gpiochip). GPIO процессора разбиты на 3 банка по 32 GPIO: gpio0, gpio1, gpio2. Адресация GPIO в Device Tree происходит по номеру банка и номеру GPIO *внутри* банка.

Пример 1

Определим сигнал 6@UEXT2 (SDA) в качестве источника прерываний для драйвера mrf24j40. Согласно таблице Список GPIO, сигнал соответствует GPIO 53 процессора. 53 принадлежит второму банку gpio (от 32 до 63). Номер GPIO внутри банка 53-32=21 :

				6lowpan@0 {
					compatible = "microchip,mrf24j40";
					spi-max-frequency = <100000>;
					reg = <6>;
					interrupt-parent = <&gpio1>;
					interrupts = <21 0>;
				};