大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是i.MXRT1170雙核下不同GPIO組的訪問以及中斷設計。

在雙核 i.MXRT1170 下設計應用程序，有一個比較重要的考慮點是片內外設資源共享以及任務分配問題，同樣一個任務既可以放在默認主核 CM7 下做，也可以放在默認從核 CM4 下去完成。如果這個任務跟片內外設有關，那就得考慮該外設是否在兩個核下設計與使用一致，這在項目開始前必須要調研清楚。

今天痞子衡和大家聊一聊 i.MXRT1170 的 GPIO 外設使用在兩個核下有什么異同以及注意點，在正文開始之前，建議大家先瀏覽一下痞子衡之前寫的關于 GPIO 的兩篇文章：《以i.MXRT1xxx的GPIO模塊為例談談中斷處理函數(IRQHandler)的標準流程》、《聊聊i.MXRT1xxx上的普通GPIO與高速GPIO差異及其用法》。

• Note：本文內容雖以 i.MXRT1170 為例，但同樣適用 i.MXRT1160。

一、從引腳看GPIO分組

先聊聊 GPIO 分組，目前 i.MXRT1170 芯片封裝主要是 BGA289，除去電源、地、時鐘、專用外設引腳外，可用作通用 I/O 的引腳剩下 174 個，而芯片內部 GPIO 模塊多達 16 個（GPIO1-13、CM7_GPIO2-3），顯然 GPIO 模塊太富裕了，顯得硬件 I/O 引腳資源有點緊張，所以避不可免地多個 GPIO 模塊要復用硬件 I/O 引腳，復用關系如下：

- GPIO1 與 GPIO7 復用同一組 I/O 引腳，共 32 個 pin。
- GPIO2 與 GPIO8 以及 CM7_GPIO2 復用同一組 I/O 引腳，共 32 個 pin。
- GPIO3 與 GPIO9 以及 CM7_GPIO3 復用同一組 I/O 引腳，共 32 個 pin。
- GPIO4 與 GPIO10 復用同一組 I/O 引腳，共 32 個 pin。
- GPIO5 與 GPIO11 復用同一組 I/O 引腳，共 17 個 pin。
- GPIO6 與 GPIO12 復用同一組 I/O 引腳，共 16 個 pin。
- GPIO13 獨享一組 I/O 引腳，共 13 個 pin。

下圖是 i.MXRT1170 GPIO 相關的 Pinmux 表，其中 GPIO1-6、GPIO13 主要在 Alt5 選項里，GPIO7-12 主要在 Alt10 選項里，并且大部分 I/O 引腳默認功能就是 GPIO（見表中 DEF 一欄）。此外表中并未看到 CM7_GPIO2-3 選項，這是因為其和 GPIO2-3 共用了 Alt5 選項（需進一步通過 IOMUXC_GPR->GPR40-43 寄存器設置）。

二、關于GPIO外設訪問

知道了 GPIO 分組以及 I/O 引腳復用情況，那么這些 GPIO 模塊是否可以被 i.MXRT1170 兩個核（CM7/CM4）對等訪問呢？我們用官方例程 SDK_2.11.1_MIMXRT1170-EVKoardsevkmimxrt1170driver_examplesgpioled_output 來做測試，這個例程操作的是 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于連接 LED 燈的引腳 GPIO_AD_04，從上一節里我們得知這個 I/O 引腳可被用作 GPIO3[3]、CM7_GPIO3[3]、GPIO9[3]，因此我們編寫了如下三個相應的 gpio 翻轉測試函數：

gpio_pin_config_ts_ledConfig={kGPIO_DigitalOutput,0,kGPIO_NoIntmode};

voidtoggle_gpio3_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03,0U);
IOMUXC_GPR->GPR42&=~(1u<3);
GPIO_PinInit(GPIO3,3,&s_ledConfig);
while(1)
{
SDK_DelayAtLeastUs(100000,SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
GPIO_PortToggle(GPIO3,1u<3);
}
}

voidtoggle_cm7_gpio3_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03,0U);
IOMUXC_GPR->GPR42|=(1u<3);
GPIO_PinInit(CM7_GPIO3,3,&s_ledConfig);
while(1)
{
SDK_DelayAtLeastUs(100000,SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
GPIO_PortToggle(CM7_GPIO3,1u<3);
}
}

voidtoggle_gpio9_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03,0U);
GPIO_PinInit(GPIO9,3,&s_ledConfig);
while(1)
{
SDK_DelayAtLeastUs(100000,SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
GPIO_PortToggle(GPIO9,1u<3);
}
}

我們把上面三個函數分別加到兩個核下的 led_output 工程主函數里，并且在板卡上實測，結果如下表。據此進一步擴展結論，除了 CM7_GPIO2-3 無法在 CM4 內核下被訪問外，其余 GPIO1-13 在兩個核下都能被正常訪問。

• Note：在 CM4 系統地址映射里，CM7_GPIO2_BASE 0x42008000u、CM7_GPIO3_BASE 0x4200C000u 地址都是不可訪問狀態。

三、關于GPIO中斷設計

除了 GPIO 外設一般寄存器訪問之外，GPIO 中斷方面是不是在 i.MXRT1170 兩個核（CM7/CM4）下設計也一致呢？這得對比 MIMXRT1176_cm7.h 和 MIMXRT1176_cm4.h 頭文件里關于 IRQn_Type 的定義，痞子衡將相同項去掉了，只保留差異項的定義對比如下（GPIO 相關的全部保留了）：

大部分外設中斷號定義在兩個核下都是一致的，這意味著 i.MXRT1170 兩個核設計上其實是對等關系。但是 GPIO 中斷這里確實是有不小的區別的：

- GPIO1-5、GPIO13 中斷在兩個核下定義一致
- GPIO6、CM7_GPIO2-3 中斷僅在 CM7 核下有定義
- GPIO7-12 中斷僅在 CM4 核下有定義

繼續以上一節操作的 MIMXRT1170-EVK 板卡上用于連接 LED 燈的引腳 GPIO_AD_04 為例測試其中斷情況，編寫了相關中斷配置使能函數如下：

gpio_pin_config_ts_ledConfig={kGPIO_DigitalInput,0,kGPIO_IntRisingEdge};

voidGPIO3_Combined_0_15_IRQHandler(void)
{
GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO3,1U<3);
SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
}

voidconfig_irq_gpio3_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03,0U);
IOMUXC_GPR->GPR42&=~(1u<3);
NVIC_EnableIRQ(GPIO3_Combined_0_15_IRQn);
GPIO_PinInit(GPIO3,3,&s_ledConfig);
GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO3,1U<3);
}

voidCM7_GPIO2_3_IRQHandler(void)
{
GPIO_PortClearInterruptFlags(CM7_GPIO3,1U<3);
SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
}

voidconfig_irq_cm7_gpio3_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO_MUX3_IO03,0U);
IOMUXC_GPR->GPR42|=(1u<3);
NVIC_EnableIRQ(CM7_GPIO2_3_IRQn);
GPIO_PinInit(CM7_GPIO3,3,&s_ledConfig);
GPIO_PortEnableInterrupts(CM7_GPIO3,1U<3);
}

voidGPIO7_8_9_10_11_IRQHandler(void)
{
GPIO_PortClearInterruptFlags(GPIO9,1U<3);
SDK_ISR_EXIT_BARRIER;
}

voidconfig_irq_gpio9_3(void)
{
CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Iomuxc);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_04_GPIO9_IO03,0U);
NVIC_EnableIRQ(GPIO7_8_9_10_11_IRQn);
GPIO_PinInit(GPIO9,3,&s_ledConfig);
GPIO_PortEnableInterrupts(GPIO9,1U<3);
}

我們把上面三個 config 函數分別加到兩個核下的 led_output 工程主函數里，并且在板卡上實測，可以使用外部高電平強加到 GPIO_AD_04 引腳（R1855 電阻一端），然后再移除高電平以造出輸入電平翻轉，測試結果如下表。據此進一步擴展結論，如果希望雙核下得到一致的 GPIO 使用體驗，建議選擇 GPIO1-5、GPIO13。

至此，i.MXRT1170雙核下不同GPIO組的訪問以及中斷設計痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~