i.MX8MP平台开发分享（IOMUX篇）- 硬件原理
专栏目录：专栏目录传送门
| 平台 | 内核 |
|---|---|
| i.MX8MP | 5.15.71 |
文章目录
- 1.前言
- 2.IOMUX原理
- 3. 寄存器实例：UART1_RX
- 3.1 PAD: UART1_RXD
- 3.2 PAD: SD1_CMD
- 3.3 PAD: SAI2_RXC
- 3.4 Input select
- 3.5 功能实现
- 4.SION
1.前言
我们都知道，芯片包含数量有限的引脚，其中大部分有多种信号选择。这些信号到引脚和引脚到信号的选择是由输入输出多路复用器称为IOMUX。IOMUX也被用来配置其他引脚的特性，比如说电压水平和驱动强度等等。
2.IOMUX原理
以下面的MUX选项为例，Instance为芯片内部设备IP，Port为这个设备IP的引脚（在内部），Pad是芯片上我们能看到的引脚；Mode是指复用模式，支持8种复用模式。
IOMUX有四类寄存器，它们分别是mux控制寄存器、pad控制寄存器，input选择寄存器和GPR通用控制寄存器。
对于模块的引脚输出功能，参考红色的路径。对于一个MUX单元来说，有6个模块的引脚连接到这个MUX单元，它们可能是模块1，2，3…6这6个模块中的某一根引脚。这个MUX单元连接到唯一的PAD，这个PAD就是我们在芯片外部能看到的引脚。现在我们想要让模块1的引脚输出信号，会遇到哪些问题？下面我们按照信号流动方向往前推，从红色路径可以看到，首先是会遇到MUX单元，这里有6个信号混合，需要设置这个MUX寄存器让其选中输出我们想要的信号。现在这个PAD已经链接到了模块1的引脚，然后我们也许还需要配置这个输出引脚的上下拉和电压值，这个时候就需要配置PAD控制寄存器。最后我们想要的信号就从芯片内部走出来了。
对于模块的引脚输入功能，参考蓝色的路径。现在模块1想从上面相同的外部引脚获取输入信号，那么这个信号又该如何从芯片外部流入内部的模块1呢？首先会经过PAD，然后又会经过MUX单元（这里的MUX单元和上面是反向的），这里我们也还需要设置MUX寄存器，经过MUX单元后，会来到INPUT SELECT输入选择单元。对于这个输入选择单元来说，链接有多个模块引脚。我们则需要配置这个输入选择寄存器，选择数据输入的MUX单元。
上面的引脚输入功能，我们称之为菊花链。对于模块X的引脚输入，由INPUT SELECT输入选择寄存器控制输入源，这个输入源来自多个IOMUX单元，比如cell1，cell2和cell3都能将外部信号输入到模块X的输入引脚。
使用不同的PAD，对应不同的MUX控制寄存器。
PAD命名规则：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_，
MUX命名规则：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_
Input select寄存器命名规则比较复杂，一般是IOMUX___SELECT_INPUT ,例如RX引脚的输入选择寄存器就是IOMUXC_UART1_UART_RXD_MUX_SELECT_INPUT。
3. 寄存器实例：UART1_RX
下面以串口1的TX和RX引脚为例，对于TX引脚，可以选择三个PAD，UART1_RXD，SD1_CMD和SAI2_RXC；对于RX，可以选择UART1_TXD，SD1_CLK和SAI2_RXFS。
3.1 PAD: UART1_RXD
PAD电气属性控制寄存器：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_RXD，MUX控制寄存器：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RXD。
3.2 PAD: SD1_CMD
PAD电气属性控制寄存器：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_SD1_CMD，MUX控制寄存器：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_SD1_CMD。
3.3 PAD: SAI2_RXC
PAD电气属性控制寄存器：IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_SAI2_RXC，MUX控制寄存器：IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_SAI2_RXC。
3.4 Input select
RX引脚的输入选择寄存器：IOMUXC_UART1_UART_RXD_MUX_SELECT_INPUT。
3.5 功能实现
以PAD SD1_CMD为例分析RX功能的实现过程，电气属性寄存器就不分析了，对于MUX控制寄存器来说，MUX_MODE应该选择100，
对于输入选择寄存器，DAISY应该选择001。
4.SION
IOMUX有一个有限的选项可以覆盖默认的焊盘功能，并强制输入路径激活（ipp_ibe==1’b1），而不考虑相应模块驱动的值。这可以通过设置SION（软件输入开）位来实现。IOMUXC_SW_MUX_CTL寄存器中的SION(软件输入开启)位(如果有的话)设置为 “1”。
使用场景：
- LoopBack - 模块x驱动PAD，同时接收PAD的值作为输入。
- GPIO捕获 - 模块x驱动垫子，值由GPIO捕获。