I.MX6ULL——点亮一个LED – 此乃刘同学-记录生活

本文最后更新于 111 天前，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

我们今天分享如何用裸机开发，点亮I.MX6ULL;我使用的是正点原子阿尔法IMX6ULL开发板，EMCC版本，目前还是处于学习中。

作为点灯大师，万里长征第一步从点灯开始。

如何点亮LED

我们在编写STM32点灯代码时候，第一步要做的是了解需要点亮哪一个灯，查看原理图找到LED的连接引脚和什么样的输出状态才能让LED点亮。

我们找到正点原子的原理图，找到LED的部分，发现其的LED是与GPIO0_IO03连接，当属于引脚输出低电平时候点亮。

配置引脚

我们对比STM32使用标准库对一个GPIO引脚初始化的代码，

void LED_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能 PB 端口时钟
 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //PB5 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO 口速度
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化 GPIOB.5
 
 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB.5 输出高
}

可以发现STM32初始化引脚分为

初始化时钟
GPIO配置
GPIO是否使用复用功能
GPIO输出电平

那么很显然，我们要用的IMX6ULL和STM32的步骤是相同的，下面我们就开始照着官方参考手册一行行写汇编。

配置部分

初始化时钟

查找官方参考手册，寻找“Clock Controller Module”（时钟控制模块），在该目录下有我们所用的寄存器

我们就拿CCM Clock Gating Register 0 (CCM_CCGR0)进行分析，在手册中是这样介绍的“These bits are used to turn on/off the clock to each module independently. The following table details the possible clock activity conditions for each module”大概跟大家翻译一下，这些位都是可以独立控制模块时钟的使能的，下面就是它的详细介绍。

可以看到我们有3种状态，2个位表示：

00：时钟使能的
01：时钟只在运行的时候启动，等待或停止模式下是不使能的
10：无意义
11：除了停止模式，其他时候都是运行的

我们可以选择11来使能时钟，我们使用的是GPIO1，我们找到，GPIO1的时钟使能是通过CCM_CCGR1的27-26位控制的。

我们只需要让CCM_CCGR1中的27-26位为1就可以了，或者我们直接让所有位均为1。

GPIO复用配置

我们点亮LED使用的肯定是输出模式，控制GPIO复用模式的寄存器为“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03”，我们需要将它设置为0x5。

GPIO电气属性

设置GPIO电气属性的寄存器为“IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03”

0 SRE：设置压摆率，当此位为0，是低压摆率；当为1时，是高压摆率。这里压摆率就是IO电平跳变的时间，电平跳变的时间越小波形越陡，说明压摆率越高，反之则压摆率越低。如果此IO用于高速通信，建议使用高压摆率。

5:3 DSE：用于设置驱动能力，共有8个选择：

7:6 SPEED：设置IO的速率

00：低速 50M
01/10：中速 100M
11：最大速度 200M

11 ODE：设置IO禁止或者使能开漏输出，0为禁止开漏输出，1为使能开漏输出。

12 PKE：设置IO禁止或者使能上下拉/状态保持器功能，1为使能上下拉和状态保持器，0为禁止上下拉/状态保持器。

13 PUR：设置使用上下拉还是使用状态保存期，0是用状态保存期，q的使用上下拉。

15:14 PUS：设置上下拉电阻

16 HYS：用来使能迟滞比较器（不了解）

现在我们已经分析完了电气属性中每个位的功能，没有分析到的就是无用的位，我们现在开始编写汇编代码。

配置GPIO功能

配置GPIO的输入或输出的寄存器是”GPIOx_GDIR“，我们使用的GPIO1对应的地址为0x0209C004，该寄存器中的每一个位对应一个IO，0为输入，1为输出。

设置电平状态

这是电平状态的寄存器为”GPIOxDR“，我们使用的为”GPIO1DR“

汇编代码

.global _start @全局标号

_start:
      /* 使能时钟
      * 使能所有时钟
      */
     ldr r0, =0X020C4068 /* 寄存器 CCGR0 */
     ldr r1, =0XFFFFFFFF 
    str r1, [r0] 

     ldr r0, =0X020C406C /* 寄存器 CCGR1 */
     str r1, [r0]

     ldr r0, =0X020C4070 /* 寄存器 CCGR2 */
     str r1, [r0]

     ldr r0, =0X020C4074 /* 寄存器 CCGR3 */
     str r1, [r0]

     ldr r0, =0X020C4078 /* 寄存器 CCGR4 */
     str r1, [r0]

     ldr r0, =0X020C407C /* 寄存器 CCGR5 */
     str r1, [r0]

     ldr r0, =0X020C4080 /* 寄存器 CCGR6 */
     str r1, [r0]


      /* 配置GPIO
        * IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器地址为0x02E0068
        * 设置  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03为5
        */
      ldr r0, =0x02E0068
      ldr r1, =0x5
      str r1,[r0]

       /*设置电气属性
        * IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03)寄存器地址为0x020E02F4
        * 0  压摆率：0
        * 5:3 驱动能力：110
        * 7:6 速率：10
        * 11 开路输出： 0
        * 12 上下拉/状态保存使能：1
        * 13 上下拉/状态保存设置：0
        * 14:15 上下拉电阻：00
        *  迟滞比较器使能：0
        */
     ldr r0, =0x020E02F4
     ldr r1, =0x10B0
     str r1, [r0]
    
     /*设置GPIO功能
       * GPIO1_GDIR寄存器地址为0x0209C004
       * 设置GPIO1_GDIR的bit3为1
       */
       ldr r0, =0x0209C004
       ldr r1, =0x8
       str r1, [r0]

       /* 开灯，设置GPIO0_IO3为0
         * GPIO1DR寄存器的地址为0x0209C000
         */
     ldr r0, =0x0209C000
     ldr r1, =0x0
     str r1, [r0]

loop:
    b loop

编译程序

将.c.s文件变为.o、

需要使用交叉编译器arm-linux-gnueabihf-gcc来编译，工作空间的文件目录下输入指令：

//arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c 汇编文件 -o 转换后的文件名.o
arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o

“-g”选项是产生调试信息，GND能够使用这些调试信息进行代码调试；“-c”选项是编译源文件，而不是链接；“-o”选项是指定编译产生的文件名称。

将所有.o文件连接为elf格式的可执行文件

需要使用交叉编译器arm-linux-gnueabihf-ld来连接，将多个.o文件连接到一个指定的链接位置（地址）。所以我们在链接的时候要指定链接起始地址，起始地址就是代码运行的起始地址。

6ULL链接地址应指向RAM，因为Cortex-A没有内部flash。RAM范围为（0x900000~0x91FFFF）。或者放到外部DDR中。（正点原子阿尔法开发板的512MB）DDR的地址范围为（0x80000000~0x9FFFFFFF）。

正点原子使用文档中，使用的是0x87800000，是与Uboot统一使用，不容易记混。

我们使用命令

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf

-Ttext 表示链接地址
-o 表示指定链接生成的elf文件

我们此时工作空间就多了一个elf文件，但是我们最后烧录的是bin文件，所以还需要将elf转为bin文件。

将elf文件转为bin文件

使用命令“arm-linux-gnueabihf-objcopy”

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

-O指定什么格式输出
binary 二进制格式输出
-S表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息
-g表示不复制源文件的调试信息

将elf文件转为汇编（反汇编）

arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

上述代码中的“-D”选项表示反汇编所有的段，反汇编完成以后就会在当前工作空间下出现一个名为 led.dis 文件。

烧录程序

烧录使用的是SD卡方式，（SD卡必须支持FAT32模式），32G一下默认为FAT32模式。

在Ubuntu下向SD卡烧写程序，烧写程序为将bin文件烧写到SD卡绝对地址上。而且对于IMX6ULL而言，不能直接烧录bin文件，比如要在bin文件添加头部。这个部分我使用的是正点原子提供的imxdownload软件。

将imxdownload复制到工作空间中

将imxdownload复制到工作空间，并基于执行权限，这里的777是给予全部权限，然后可以看到我们的imxdownload会变成绿色。

chmod 777 imxdownload

查看SD卡位置

使用ls /dev/sd* -l查找，我们在拔出时候查看一次，插入之后再查看一次，新增的就是我们的SD卡位置。

可以看到，我的虚拟机上每次插拔，sdb会重新出现，同时伴随着sdb1。

烧写

烧写的命令是

// ./imxdownload 烧写的文件 烧写的地址
./imxdownload led.bin /dev/sdb

烧写完成后，他会显示时间和内存大小，与STM32类似。然后我们可以发现，此时我们工作空间中多了一个load.imx文件，那么load.imx就是我们要最后烧录的SD卡的文件。

插板

我们将SD卡插入到板子中，按复位键后（将拨码拨到SD卡模式），1-2秒后LED点亮。

为什么会延时：因为内部Uboot运行，首先检测从什么地方启动代码，从SD卡中读代码，SD卡头部中又有一些配置信息。然后先把我们代码放到我们的链接地址中，然后才是运行我们的代码，所以会有1-2s的延时。

恭喜你，成功称为I.MX6ULL的点灯大师！！！

在Linux中体现编译烧录的过程，岂不快哉？

如果你看到这了，那么我再讲一点吧

快速的编译烧录

我们编译的时候是在一直输命令，这样太麻烦。我们最好的方法就是创建makefile。

我们在工作空间下新建文件“Makefile”

我们的目标是led.bin，依赖是led.s。

之后我们需要执行相应的命令：

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o
arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf
arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

并在最后清零工程

总体下来就是：

led.bin:led.s
    arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o  //（前面的缩进一定要用Tab进行，否则报错）
    arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf
    arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin
clean:
    rm -rf *.o led.bin led.elf

使用：

在工作空间中执行make指令；清理的话就是make clean。