瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工藝，搭載一顆四核Cortex-A55處理器和Mali G52 2EE圖形處理器。RK3568支持4K解碼和1080P編碼，支持SATA/PCIE/USB3.0外圍接口。RK3568內(nèi)置獨立NPU，可用于輕量級人工智能應用。RK3568支持安卓11和linux系統(tǒng)，主要面向物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、NVR存儲、工控平板、工業(yè)檢測、工控盒、卡拉OK、云終端、車載中控等行業(yè)。

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【本文摘自】【北京迅為】iTOP-RK3568OpenHarmony系統(tǒng)南向驅(qū)動開發(fā)

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實戰(zhàn)：第一篇OpenHarmony配置HDF驅(qū)動控制LED

第1章GPIO基礎(chǔ)知識

1.1什么是GPIO

GPIO意為通用輸入/輸出接口，GPIO端口可以配置為輸入或輸出狀態(tài)，用于產(chǎn)生或讀取高低電平信號。其高低電平的數(shù)量、波形組合及變化方式?jīng)]有任何協(xié)議限制，用戶可以根據(jù)需求自由設定。GPIO廣泛應用于驅(qū)動簡單外設，如LED、按鍵、開關(guān)等，不需要復雜的協(xié)議支持。

與GPIO不同，專用IO端口通常是為特定通信協(xié)議設計的，具有更嚴格的協(xié)議要求。它們的高低電平數(shù)量、波形組合以及波形的持續(xù)時間必須嚴格遵循相應協(xié)議的規(guī)范。常見的專用IO協(xié)議包括I2C、SPI、UART和PWM等。這些接口通常用于數(shù)據(jù)傳輸或信號控制，如在傳感器、顯示模塊、通信設備等應用中，要求精確的時序和信號格式。

芯片通常需要提供豐富的功能和外部接口，以滿足各種應用需求。然而，由于芯片的管腳（pin）數(shù)量有限，為了最大化資源的利用，許多IO管腳支持多功能設計，并通過軟件配置實現(xiàn)管腳的分時復用。也就是說，同一個管腳可以根據(jù)需求在不同的功能模式之間切換。需要注意的是，并非所有IO管腳都可以用作GPIO。某些管腳被專門設計用于支持特定的專用接口（例如用于連接外部存儲芯片或通信模塊），這些管腳的功能是固定的，無法配置為GPIO。而另一些管腳則可以自由配置為GPIO，供用戶根據(jù)實際需求靈活使用。

1.2 GPIO引腳計算

為了更高效地管理數(shù)量眾多的GPIO，通常會將GPIO管腳按照一定規(guī)則進行分組管理。每個GPIO管腳都會被分配一個組號和組內(nèi)偏移（offset）值，后者表示該管腳在所在組中的位置。通過這種分組方式，可以簡化GPIO的訪問和配置。

不同的芯片，其GPIO的分組數(shù)量和每組內(nèi)包含的管腳數(shù)量可能有所不同。這些設計差異通常取決于芯片的架構(gòu)和應用需求。例如，在RK3568芯片中有5組GPIO bank：GPIO0~GPIO4，每組又以A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7作為編號區(qū)分,常用以下公式計算引腳：

GPIO pin腳計算公式：pin = bank * 32 + number //bank為組號，number為小組編號

GPIO小組編號計算公式：number = group * 8 + X

引腳編號=控制寄存器的寄存器基數(shù)+控制引腳寄存器位數(shù)。 在rk3568中，GPIO_number的計算方法為：n*32 + (K-A)*8 + x;括號里面的A、B、C、D分別代表數(shù)值0、1、2、3， 在計算時候分別對應即可。

下面演示LED9用戶LED燈的GPIO0_PB7 pin腳計算方法：

bank = 0; //GPIO0_B7=> 0, bank∈[0,4]

group = 1; //GPIO0_B7 => 1, group∈{(A=0), (B=1), (C=2), (D=3)}

X = 7; //GPIO4_D7 => 5, X∈[0,7]

number = group * 8 + X = 1 * 8 + 7 =15

pin = bank*32 + number= 0 * 32 + 15 = 15;

1.3 GPIO用戶態(tài)測試

sysfs控制接口為/sys/class/gpio/export和/sys/class/gpio/unexport。如下圖所示：

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/sys/class/gpio/export用于將GPIO控制從內(nèi)核空間導出到用戶空間。/sys/class/gpio/unexport用于取消GPIO控制從內(nèi)核空間到用戶空間的導出。export和unexport，他們都是只寫的。GpiochipX代表GPIO控制器。

export：用于將指定編號的GPIO引腳導出。在使用GPIO引腳之前，需要將其導出，導出成功之后才能使用它。注意export文件是只寫文件，不能讀取，將一個指定的編號寫入到export文件中即可將對應的GPIO引腳導出，以GPIO0_PB7為例（pin計算值為15）使用export文件進行導出，導出成功如下圖所示：

echo 15 > export

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會發(fā)現(xiàn)在/sys/class/gpio目錄下生成了一個名為gpio15的文件夾（gpioX，X表示對應的編 號），該文件夾就是導出來的GPIO引腳對應的文件夾，用于管理、控制該GPIO引腳。

unexport：將導出的GPIO引腳刪除。當使用完GPIO引腳之后，需要將導出的引腳刪除，同樣該文件也是只寫文件、不可讀，使用unexport文件進行刪除GPIO0_PB7，刪除成功如下圖所示：

echo 15 > unexport

可以看到之前生成的 gpio15文件夾就會消失！

需要注意的是，并不是所有 GPIO引腳都可以成功導出，如果對應的GPIO已經(jīng)被導出或者在內(nèi)核中被使用了，那便無法成功導出，導出失敗如下圖所示：

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出現(xiàn)上圖報錯的原因是該GPIO已經(jīng)被其他GPIO使用，需要在內(nèi)核中找到使用GPIO的驅(qū)動，并取消該驅(qū)動才可以正常使用GPIO。在使用GPIO15時，需要取消Linux內(nèi)核源碼中LED燈的配置，如下所示：

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再次使用以下命令導出GPIO0_PB7引腳，導出成功之后進入gpio15文件夾如下圖所示：

echo 15 > export

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可以看到gpio15文件夾下分別有active_low、device、direction、edge、power、subsystem、uevent、value八個文件，需要關(guān)心的文件是active_low、direction、edge以及value這四個屬性文件，接下來分別介紹這四個屬性文件的作用：

direction：配置GPIO引腳為輸入或輸出模式。該文件可讀、可寫，讀表示查看GPIO當前是輸入還是輸出模式，寫表示將GPIO配置為輸入或輸出模式；讀取或?qū)懭氩僮骺扇〉闹禐?out"（輸出模式）和"in"（輸入模式）。

在“/sys/class/gpio/gpio15”目錄下使用cat命令查看direction輸入輸出模式，如下圖所示：

cat direction

默認狀態(tài)下的輸入輸出狀態(tài)為“in”,由于direction為可讀可寫，可以使用以下命令將模式配置為輸出，配置完成如下圖所示

echo out > direction

cat direction

active_low：用于控制極性得屬性文件，可讀可寫，默認情況下為0，使用cat命令進行文件內(nèi)容的查看，如下圖所示 ：

cat active_low

當 active_low等于0時，value值若為1則引腳輸出高電平，value值若為0則引腳輸出低電平。當active_low等于1時 ，value值若為0則引腳輸出高電平，value值若為1則引腳輸出低電平。

edge：控制中斷的觸發(fā)模式，該文件可讀可寫。在配置GPIO引腳的中斷觸發(fā)模式之前，需將其設置為輸入模式，四種觸發(fā)模式的設置如下所示：

非中斷引腳：echo "none" > edge

上升沿觸發(fā)：echo "rising" > edge

下降沿觸發(fā)：echo "falling" > edge

邊沿觸發(fā)： echo "both" > edge

value:設置高低電平，如果我們要把這個管腳設置成高電平，我們只需要給value設置成1即可，反之，則設置成0。使用命令

echo 1 > value

反之，把GPIO設置成低電平，使用命令

echo 0 > value