标签: GPT

By Toradex秦海 1).简介 NXP i.MX8系列处理器均为异构多核架构SoC，除了可以运行Linux等复杂操作系统的Cortax-A核心，还包含了可以运行实时操作系统比如FreeRTOS的Cortex-M核心，本文就演示通过NXP i.MX8MM处理器集成的Cortex-M4核心来运行GPT (General Purpose Timer)输入采集功能模块的测试。 I.MX8M Mini处理器GPT模块硬件比较简单，如下框图，可以实现Capture捕获输入功能和Compare定时输出功能。 本文所演示的ARM平台来自于Toradex基于NXP i.MX8M Mini ARM处理器的Verdin iMX8MM ARM嵌入式平台。 2.准备 a).Verdin i.MX8MMARM核心版配合Verdin Development Board，连接调试串口（载板X66）到开发主机方便调试，X66连接了4个串口，其中第三个是Cortex-M4核心的默认调试串口，第四个是Cortex-A53核心的默认调试串口。 b).为了测试GPT输入捕获， 相应的需要一个PWM波发生设备，这里使用Toradex基于NXP i.MX8M Plus ARM处理器的Verdin i.MX8MP核心板配合Dahlia Board作为PWM output使用。同样连接调试串口（载板X18）到开发主机方便调试。 c). Verdin i.MX8MP Cortex-A53核心系统使用Toradex Yocto Linux BSP6,更多说明请参考这里。 d).参考如下将Verdin i.MX8MP PWM1连接到Verdin i.MX8MM GPT1 Capture管脚，同时为了阻断载板其他电路干扰，将Verdin Development Board X6 Pin_24的跳线帽去掉。 Verdin Development Board X5Pin_24 SODIMM_252 3). Verdin i.MX8MM M4核心FreeRTOS基本资料 a).Verdin i.MX8MMHMP(Heterogeneous Multi-core Processing)架构基本说明请参考如下： https://developer.toradex.cn/software/cortex-m/hmp-memory-areas-on-toradex-soms/ b).参考如下说明下载配置NXP用于开发Cortex-M核心的MCUXpresso SDK https://developer.toradex.cn/software/cortex-m/setting-up-sdk-toolchain/ c).Verdin i.MX8MM编译运行M4 firmware操作流程请参考如下文章 https://developer.toradex.cn/software/real-time/freertos/freertos-on-the-cortex-m4-of-a-verdin-imx8mm d).MCUXpresso SDK包含的sample示例应用可以参考如下SDK源位置 ----------------------------- $cd /boards/evkmimx8mm/ $ tree -L 2 . ├──cmsis_driver_examples │├──ecspi │├──enet │├──i2c │└──uart ├──demo_apps │├──hello_world │└──sai_low_power_audio ├──driver_examples │├──ecspi │├──enet │├──gpio │├──gpt │├──i2c │├──pdm │├──pwm │├──rdc │├──sai │├──sdma │├──sema4 │├──tmu │├──uart │└──wdog ├──evkmimx8mm.png ├──freertos_examples │├──freertos_event │├──freertos_generic │├──freertos_hello │├──freertos_mutex │├──freertos_queue │├──freertos_sem │├──freertos_swtimer │└──freertos_tickless ├──multicore_examples │├──rpmsg_lite_pingpong_rtos │└──rpmsg_lite_str_echo_rtos └──project_template ├──board.c ├──board.h ├──BOARD_Project_Template_evkmimx8mm.cmake ├──clock_config.c ├──clock_config.h ├──peripherals.c ├──peripherals.h ├──pin_mux.c └──pin_mux.h ----------------------------- 4). Verdin i.MX8MM Cortex- M4核心FreeRTOS GPT Capture 示例驱动开发 a).Verdin i.MX8MM MCUXpresso SDK已经包含一个简单的GPT Capture sample驱动，本文基于此sample进行修改测试。 ----------------------------- $cd /boards/evkmimx8mm/driver_examples/gpt/capture $ tree -L 1 . ├──armgcc ├──board.c ├──board.h ├──clock_config.c ├──clock_config.h ├──empty_rsc_table.c ├──fsl_iomuxc.h ├──gpt_capture.c ├──gpt_capture_v3_14.xml ├──pin_mux.c ├──pin_mux.h └──readme.md ----------------------------- b).首先先确认pin_mux定义以及其他i.MX8MM初始化基本配置，如果需要可以进行修改 ./pin_mux.h/pin_mux.c用于确定项目中使用的管脚定义，本文中使用的正好就是示例默认的GPT1 Capture1管脚，因此无需修改。如果用到其他管脚，就需要进行修改，支持的所有管脚定义可以参考fsl_iomuxc.h文件。 ----------------------------- /* FUNCTION ************************************************************************************************************ * * Function Name : BOARD_InitPins * Description : Configures pin routing and optionally pin electrical features. * * END ****************************************************************************************************************/ void BOARD_InitPins(void) { /*!< Function assigned for the core: Cortex-M4 */ IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SAI3_RXFS_GPT1_CAPTURE1, 0U); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_RXD_UART4_RX, 0U); ... ----------------------------- ./ board.h/board.c用于i.MX8MM M4核心基本初始化配置，本文不做修改。 ./ clock_config.h/clock_config.c用于i.MX8MM M4核心基本时钟配置，本文不做修改。 c).GPT Capture功能实现 ./本文GPT Capture功能定义 GPT1 capture1管脚输入一个给定频率（如1k Hz）和占空比（如 50%） 的PWM信号，通过捕获输入上升/下降沿中断，分别获得相邻两次中断的GPT Counter计数器的计数，并以此来计算输入PWM信号的半波周期。 ./GPT Capture功能基本都是通过gpt_capture.c文件代码来实现，默认sample是捕获上升沿中断后，打印中断当时的GPT Counter计数数值。 ./为了实现本文定义的捕获功能，首先增加如下全局变量定义 ----------------------------- /******************************************************************************* * Variables ******************************************************************************/ volatile bool gptIsrFlag_Start = false; volatile bool gptIsrFlag_Finish = false; volatile uint8_t gptIsrFlag_Overflow = 0; volatile uint32_t captureVal = 0; volatile uint32_t captureVal_Last = 0; ----------------------------- // gptIsrFlag_Start定义为第一次捕获中断开始标志 // gptIsrFlag_Finish定义为第二次捕获中断结束标志 // gptIsrFlag_Overflow定义为GPT Counter溢出标志计数 // captureVal定义为第二次中断GPT Counter数值 // captureVal_Last定义为第一次中断GPT Counter数值 ./ GPT Interrupt函数修改如下： 首先处理计数器溢出情况，如果中断发生时候已经发生溢出，则增加gptIsrFlag_Overflow溢出标志计数的数值；然后通过gptIsrFlag_Start / gptIsrFlag_Finish标志位来分别处理第一次和第二次中断，获取第一次和第二次中断时候的GPT Counter数值，同时分别翻转GPT Capture Interrupt模式。 ----------------------------- void EXAMPLE_GPT_CAPTURE_IRQHandler(void) { /* GPT Counter Overflow processing */ if (GPT_GetStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlag) != false) { if (gptIsrFlag_Start == true) { gptIsrFlag_Overflow ++; } GPT_ClearStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlag); } if (GPT_GetStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, kGPT_InputCapture1Flag) != false) { if(gptIsrFlag_Finish != true) { /* First time IRQ */ if (gptIsrFlag_Start == false) { captureVal_Last = GPT_GetInputCaptureValue(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL); /* Switch Interrupt mode to falling edge */ GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_FallEdge); gptIsrFlag_Start = true; } /* Second time IRQ */ else { captureVal = GPT_GetInputCaptureValue(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL); /* Switch Interrupt mode to rising edge */ GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_RiseEdge); gptIsrFlag_Start = false; gptIsrFlag_Finish = true; } } GPT_ClearStatusFlags(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_CHANNEL_FLAG); } SDK_ISR_EXIT_BARRIER; } ----------------------------- ./ Main主函数修改如下： ----------------------------- int main(void) { uint64_t int_Peroid = 0; uint32_t time_Ms = 0; uint32_t time_Us = 0; gpt_config_t gptConfig; ... GPT_GetDefaultConfig(&gptConfig); /* Initialize GPT module */ GPT_Init(DEMO_GPT_BASE, &gptConfig); ... /* Setup input capture on a gpt channel */ GPT_SetInputOperationMode(DEMO_GPT_BASE, BOARD_GPT_INPUT_CAPTURE_CHANNEL, kGPT_InputOperation_RiseEdge); ... /* Enable GPT Overflow interrupt */ GPT_EnableInterrupts(DEMO_GPT_BASE, kGPT_RollOverFlagInterruptEnable); ... while (true) { /* Check whether occur 2nd interupt */ if (true == gptIsrFlag_Finish) { /* GPT counter diff value between 2 IRQs */ int_Peroid = gptIsrFlag_Overflow * (uint64_t) 0xffffffff; int_Peroid = int_Peroid + captureVal; int_Peroid = int_Peroid - captureVal_Last; /* transfer counter value to peroid */ time_Us = (uint32_t) ((int_Peroid / 24) % 1000); time_Ms = (uint32_t) ((int_Peroid / 24) / 1000); PRINTF("\r\n interval between 2 rising edge =%u ms and %u us\r\n", time_Ms, time_Us); gptIsrFlag_Overflow = 0; gptIsrFlag_Finish = false; } else { __WFI(); } } } ----------------------------- //通过GPT_GetDefaultConfig函数获取默认的GPT Capture配置，参考docs目录下的MCUXpresso SDK API Reference Manual_MIMX8MM6.pdf文档，可以查到默认配置如下，如果需要也可以修改这个配置 ----------------------------- clockSource = kGPT_ClockSource_Periph; divider = 1U; enableRunInStop = true; enableRunInWait = true; enableRunInDoze = false; enableRunInDbg = false; enableFreeRun = false; enableMode = true; ----------------------------- //通过GPT_SetInputOperationMode函数将GPT Capture模式初始配置为上升沿触发 //为了处理GPT Counter Overflow，使能对应中断 // while函数循环执行当gptIsrFlag_Finish第二次中断采集结束标志位声明后，打印捕获的输入PWM波的半波周期。如果有溢出发生，则需要考虑增加相应的0xffffffff溢出计数次数。这里需要说明下，由于NXP iMX8MM SoC也受到如下Errata影响，因此GPT Clock Source只能使用内部24M Hz时钟源，所以这里直接使用24M来算出半波周期是多少ms和us。 https://www.nxp.com.cn/docs/en/errata/IMX8X_C0_0N99Z_ER.pdf 5).Verdin i.MX8MMCortex-M4核心FreeRTOSGPT Capture示例部署测试 a).将上述修改后的项目参考章节3的相关资料编译后，复制gpt_capture.bin可执行文件到Verdin i.MX8MM核心板Linux /home/root目录下保存。 b).对Verdin i.MX8MM模块进入U-boot命令行，通过如下命令配置Cortex-M4核心Firmware下载和运行 ----------------------------- #setenv load_cmd "ext4load mmc 0:2" #setenv m4image "/home/root/gpt_capture.bin" setenv m4image_size 17000 setenv loadm4image "${load_cmd} ${loadaddr} ${m4image}" setenv m4boot "${loadm4image}; cp.b ${loadaddr} 0x7e0000 ${m4image_size}; dcache flush; bootaux 0x7e0000" saveenv run m4boot ----------------------------- c).Verdin i.MX8MM Cortex-M4核心运行后其调试串口打印信息 ----------------------------- GPT input capture example Once the input signal is received the input capture half peroid is printed ----------------------------- d).此时在Verdin i.MX8MP平台通过如下脚本使能1kHz 50%占空比PWM输出10s时间 ----------------------------- #!/bin/sh cd /sys/class/pwm/pwmchip0/ export pwm0/period pwm0/duty_cycle pwm0/polarity pwm0/enable sleep 10 pwm0/enable ----------------------------- e).这时Verdin i.MX8MM Cortex-M4调试串口就会打印出对应的半波周期 ----------------------------- ... Input Capture Half Period Value = 0ms and 500us Input Capture Half Period Value = 0ms and 500us Input Capture Half Period Value = 0ms and 500us Input Capture Half Period Value = 0ms and 500us ... ----------------------------- f).尝试将Verdin i.MX8MP PWM修改为10kHz 80%/20%占空比 ----------------------------- ... pwm0/period pwm0/duty_cycle ... ----------------------------- g).Verdin i.MX8MM Cortex-M4输出周期会对应变化 ----------------------------- Input Capture Half Period Value = 0ms and 80us Input Capture Half Period Value = 0ms and 80us Input Capture Half Period Value = 0ms and 80us Input Capture Half Period Value = 0ms and 80us ----------------------------- h).最后，由于Verdin i.MX8MM GPT1 CAPTURE1管脚在Cortex-A53核心Linux下默认是用于WAKEUP GPIO使用，如果需要同时运行Verdin i.MX8MM Cortex-A53核心和Cortex-M4核心，就需要在Linux device-tree文件中将WAKEUP gpio-key功能替换为其他GPIO管脚资源。 https://git.toradex.cn/cgit/linux-toradex.git/tree/arch/arm64/boot/dts/freescale/imx8mm-verdin.dtsi?h=toradex_5.15-2.2.x-imx#n40 6).总结 本文简单示例了基于i.MX8MMCortex-M4核心GPT Capture功能供参考。

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感谢面包板社区的此次书籍试读机会！！！ 我是计算机科学与技术专业毕业的，当时学习的编程语言有 C/C++/Java/C#。 当时没有开展 Python 课程，不过后面的工作中经常会用到一些脚本语言。 我最早接触的是处理文本的 Perl，正则表达式非常厉害。 后来发现 Python 也是非常常用的编程语言，用到爬虫，自动化办公。 还有现在非常火的 AI。 主要是它语法很简洁，几行代码，如果使用原生的 C/C++ 可能代码量要十几倍。 当然 Python 的执行速度就呵呵了。。。 这本书本来想要老婆写读书心得的，她现在总是参加一些 AI 相关的深圳政府培训。 有数据预处理，物联网，机器视觉，工业机器人，不过现在还没有自然语言处理相关的培训课程。 她找出了几个打印的错误，11-10 中的代码和效果图对不上。 我就说，网盘上面的代码应该是一样的，结果查看代码，和书上印的确实不一致。。。 这就尴尬了 我写了很多，网页居然没有保存功能，后面的都消失了，上传的视频也不见了，大哭。 是不是我不小心点了恢复内容。 再写一下吧： f-string 是 Python 中一种使用字面量插值的字符串格式化方法。它是从 Python 3.6 版本开始引入的。f-string 以一个小写字母 f 开头，然后是字符串，字符串中可以包含表达式，表达式会在运行时被求值并替换为其值。 例如，以下代码会打印出 "My name is Bard": Python name = "Bard" print( f"My name is {name} " ) Use code with caution. Learn more f-string 比 Python 中其他的字符串格式化方法更简洁和易读，而且速度也更快。 以下是一些 f-string 的常见用法： 插入变量值： Python name = "Bard" age = 30 print( f"My name is {name} and I am {age} years old." ) Use code with caution. Learn more 插入表达式值： Python pi = 3.14159 print( f"The value of pi is {pi} " ) Use code with caution. Learn more 格式化数字： Python number = 123456.789 print( f"The number is {number: .2 f} " ) Use code with caution. Learn more 格式化日期和时间： import datetime now = datetime.datetime.now() print(f"The current date and time is {now}")