为什么IOMUX

Soc芯片上有很多引脚，每个引脚对应特定的功能。例如控制电机需要控制电机的功能引脚1和引脚2，控制传感器需要控制传感器功能的引脚3和引脚4。对于使用Soc芯片的需求方来说，可能只是控制电机，或者只是控制传感器。这样Soc芯片上的4个引脚就浪费了2个引脚。为了能提供更多的功能，减少引脚的浪费，可以把引脚1，2和引脚3，4合并，通过复用引脚来解决问题。

i.mx6的Soc芯片提供IOMUX机制就是用来解决引脚复用的问题。

*** 如何确定使用引脚12，还是使用引脚34，是下面要介绍的主要内容 ***

需要的概念

Pad 对应的是Soc芯片上的引脚
Signal 对应的是控制电机的功能

需要配置的寄存器

• Pad控制寄存器
• Mux控制寄存器
• Select Input寄存器

配置IOMUX的必备工具

1. 芯片原理图
2. 芯片软件手册
3. 内核源代码

配置步骤

1. 查看原理图

下面是USB转串口芯片的原理图，我们需要配置UART1_RX这个接口。

uart.jpeg

通过UART1_RX,我们可以在i.mx6的原理图中找到对应的引脚CSI0_DAT11。

imx6soc.jpeg

2. 查找软件手册(引脚功能)

软件手册第4章
查找CSI0_DAT11，可以得到两个重要的信息

• Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11

• CSI0_DAT11的功能UART1_RX_DATA 用于查找其他两个寄存器

  
  uartfunction.jpeg

查找UART1_RX_DATA，可以得到两个寄存器

• Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11

• Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT

  
  uartmuxoption.jpeg

3. 查找软件手册(IOMUX功能配置)

软件手册第36章, 介绍了IOMUX需要配置寄存器的所有信息。

根据三个寄存器的名称进行查找

• Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
• Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
• Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT

IOMUX_SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11

偏移地址：654h
Pad控制寄存器主要用于控制引脚的上拉电阻，下拉电阻和电压控制

pad.jpeg

IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11

偏移地址：284h
配置MUX_MODE的模式为ALT3，就能使用UART1_RX_DATA的功能

mux.jpeg

IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT

偏移地址：920h

selectinput.jpeg

三 源码配置

配置IOMUX的过程，实际上就是向指定的设备地址写入配置值的过程。

内核代码提供专门的宏 IOMUX_PAD，用来把IOMUX的配置进行拼装，然后写入到指定的设备地址中。

IOMUX_PAD 定义

文件 ~/android/kernel_imx/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-v3.h

/*
 *      build IOMUX_PAD structure
 *
 * This iomux scheme is based around pads, which are the physical balls
 * on the processor.
 *
 * - Each pad has a pad control register (IOMUXC_SW_PAD_CTRL_x) which controls
 *   things like driving strength and pullup/pulldown.
 * - Each pad can have but not necessarily does have an output routing register
 *   (IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_x).
 * - Each pad can have but not necessarily does have an input routing register
 *   (IOMUXC_x_SELECT_INPUT)
 *
 * The three register sets do not have a fixed offset to each other,
 * hence we order this table by pad control registers (which all pads
 * have) and put the optional i/o routing registers into additional
 * fields.
 *
 * The naming convention for the pad modes is MX35_PAD_<padname>__<padmode>
 * If <padname> or <padmode> refers to a GPIO, it is named
 * GPIO_<unit>_<num>
 *
 * IOMUX/PAD Bit field definitions
 *
 * MUX_CTRL_OFS:            0..11 (12)
 * PAD_CTRL_OFS:           12..23 (12)
 * SEL_INPUT_OFS:          24..35 (12)
 * MUX_MODE + SION:        36..40  (5)
 * PAD_CTRL + NO_PAD_CTRL: 41..58 (18)
 * SEL_INP:                59..62  (4)
 * reserved:                 63    (1)
*/

#define IOMUX_PAD(_pad_ctrl_ofs, _mux_ctrl_ofs, _mux_mode, _sel_input_ofs,  _sel_input, _pad_ctrl)  
                (((iomux_v3_cfg_t)(_mux_ctrl_ofs) << MUX_CTRL_OFS_SHIFT) |       
                ((iomux_v3_cfg_t)(_mux_mode) << MUX_MODE_SHIFT) |                 
                ((iomux_v3_cfg_t)(_pad_ctrl_ofs) << MUX_PAD_CTRL_OFS_SHIFT) |   
                ((iomux_v3_cfg_t)(_pad_ctrl) << MUX_PAD_CTRL_SHIFT) |                 
                ((iomux_v3_cfg_t)(_sel_input_ofs) << MUX_SEL_INPUT_OFS_SHIFT) | 
                ((iomux_v3_cfg_t)(_sel_input) << MUX_SEL_INPUT_SHIFT))

参数

• _pad_ctrl_ofs pad控制寄存器的偏移地址
• _mux_ctrl_ofs mux控制寄存器的偏移地址
• _mux_mode mux的模式
• _sel_input_ofs input寄存器的偏移地址
• _sel_input input的类型

配置

通过软件手册查找到三个寄存器的地址, 使用IOMUX_PAD配置代码。

• SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11 偏移地址 0x654
• IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11 偏移地址 0x284
• IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT 偏移地址 0x920

文件 ~/android/kernel_imx/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h

#define _MX6Q_PAD_CSI0_DAT11__UART1_RXD                 \
                IOMUX_PAD(0x0654, 0x0284, 3, 0x0920, 1, 0)

上面的内容描述了从原理图查找指定引脚，到软件手册找到Mux，Pad，SelInput的寄存器配置信息，再到内核代码如何进行配置的全部映射关系。

最后总结： i.mx6 太TMD复杂了