S3C2410 GPIO接口

(1). 輸出：高電平 / 低電平

(2). 讀入pin的狀態(tài)：高電平 / 低電平

S3C2410共有117個(gè)GPIO pin，分為8組：

GPA / GPB / GPC / GPD / GPE / GPF / GPG / GPH

可以通過(guò)設(shè)置register，來(lái)確定某個(gè)pin用于input / output / 或其它特殊功能.

比如：

GPH6可作為：Input / Output / 用于UART

1. S3C2410 GPIO硬件介紹

(1) GPxCON ---- 用于選擇pin的功能

它用于配置pin的功能。

GPA與其它7組，在功能選擇方面有所不同。

GPACON中每一位對(duì)應(yīng)一根pin：

置0 ---- 配置相應(yīng)pin為輸出pin，此時(shí)可以向GPADAT中的相應(yīng)位寫入1/0，來(lái)讓此pin為低電平/高電平.

置1 ---- 配置相應(yīng)pin為地址線/地址控制線, 此時(shí)對(duì)應(yīng)的GPADAT無(wú)用。

(2) GPxDAT ---- 用于讀寫pin的數(shù)據(jù)

當(dāng)pin被設(shè)為輸入時(shí)，讀此register可知相應(yīng)pin的電平狀態(tài)是高，還是低。

當(dāng)pin被設(shè)為輸出時(shí)，寫此register相應(yīng)位，可以令此pin輸出高電平，或低電平。

(3) GPxUP ---- 用于確定是否使用內(nèi)部上拉電阻.

某個(gè)bit位置1時(shí)，相應(yīng)pin無(wú)內(nèi)部上拉電阻。

某個(gè)bit位置0時(shí)，相應(yīng)pin使用內(nèi)部上拉電阻。

上拉電阻的作用：

當(dāng)GPIO pin處于第三態(tài)(即：既不是高電平，也不是低電平，而是呈高阻態(tài)，即相當(dāng)于沒(méi)接chip)時(shí)，

此pin的電平狀態(tài)由上拉電阻，下拉電阻確定。

2. 訪問(wèn)硬件

(1) 訪問(wèn)單個(gè)pin

單個(gè)引腳的操作無(wú)外乎3種：
輸出高低電平
檢測(cè)引腳狀態(tài)
中斷

對(duì)某個(gè)引腳的操作一般通過(guò)讀、寫寄存器來(lái)完成。
訪問(wèn)這些寄存器是通過(guò)軟件來(lái)讀寫它們的地址。

比如：S3C2410和S3C2440的GPBCON、GPBDAT寄存器地址都是0x56000010、0x56000014，
可以通過(guò)如下的指令讓GPB5輸出低電平：

#define GPBCON (*volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPB5_out (1<<(582))

GPBCON = GPB5_out;
GPBDAT &= ~(1<<5);

(2) 以總線方式訪問(wèn)硬件

并非只能通過(guò)寄存器才能發(fā)出硬件信號(hào)，實(shí)際上通過(guò)訪問(wèn)總線的方式控制硬件更為常見(jiàn)。
如下圖所示S3C2410/S3C2440與NOR Flash的連線圖，讀寫操作都是16位為單位。

圖中緩沖器的作用是以提搞驅(qū)動(dòng)能力、隔離前后級(jí)信號(hào)。
NOR Flash（AM29LV800BB）的片選信號(hào)使用nGCS0信號(hào)，
當(dāng)CPU發(fā)出的地址信號(hào)處于0x00000000~0x07FFFFFF之間時(shí)，nGCS0信號(hào)有效（為低電平），
于是NOR Flash被選中。

這時(shí)，CPU發(fā)出的地址信號(hào)傳到NOR Flash；
進(jìn)行寫操作時(shí)，nWE信號(hào)為低，數(shù)據(jù)信號(hào)從CPU發(fā)給NOR Flash；
進(jìn)行讀操作時(shí)，nWE信號(hào)為高，數(shù)據(jù)信號(hào)從NOR Flash發(fā)給CPU。

ADDR1~ADDR20 ------------------> >--------------------A0~A19

DATA0~DATA15 <-----------------> <------------------->D0~D15

nOE ------------------> -------------------->nOE

nWE ------------------> -------------------->nWE

nGCS0 ------------------> -------------------->nCE

S3C2410/S3C2440 緩沖器 NOR Flash（AM29LV800BB）

軟件如何發(fā)起寫操作呢，下面有幾個(gè)例子的代碼進(jìn)行講解。

(2.1）地址對(duì)齊的16位讀操作

unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x2;
unsigned short uwVal;
uwVal = *pwAddr;

上述代碼會(huì)向NOR Flash發(fā)起讀操作：
CPU發(fā)出的讀地址為0x2，則地址總線ADDR1~ADDR20、A0~A19的信號(hào)都是1、0...、0
（CPU的ADDR0 為0，不過(guò)ADDR0沒(méi)有接到NOR Flash上）。

NOR Flash的地址就是0x1，NOR Flash在稍后的時(shí)間里將地址上的16位數(shù)據(jù)取出，
并通過(guò)數(shù)據(jù)總線D0~D15發(fā)給CPU。

(2.2）地址位不對(duì)齊的16位讀操作

unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x1;
unsigned short uwVal;
uwVal = *pwAddr;

由于地址是0x1，不是2對(duì)齊的，但是BANK0的位寬被設(shè)為16，這將導(dǎo)致異常。
我們可以設(shè)置異常處理函數(shù)來(lái)處理這種情況。
在異常處理函數(shù)中，使用 0x0、0x2發(fā)起兩次讀操作，然后將兩個(gè)結(jié)果組合起來(lái)：
使用地址0x0的兩字節(jié)數(shù)據(jù)D0、D1；
再使用地址0x02讀到D2、D3；
最后，D1、D2組合成一個(gè)16位的數(shù)字返回給wVal。

如果沒(méi)有地址不對(duì)齊的異常處理函數(shù)，那么上述代碼將會(huì)出錯(cuò)。
如果某個(gè)BANK的位寬被設(shè)為n，訪問(wèn)此BANK時(shí)，在總線上永遠(yuǎn)只會(huì)看到地址對(duì)齊的n位操作。

(2.3）8位讀操作

unsigned char *pwAddr = (unsigned char *)0x6;
unsigned char ucVal;
ucVal = *pwAddr;

CPU首先使用地址0x6對(duì)NOR Flsh發(fā)起16位的讀操作，得到兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)為D0、D1；
然后將D0取出賦值給變量ucVal。

在讀操作期間，地址總線 ADDR1~ADDR20、A0~A19的信號(hào)都是1、1、0、...、0
（CPU的ADDR0為0，不過(guò)ADDR0沒(méi)有接到NOR Flash上）。
CPU會(huì)自動(dòng)丟棄D1。

(2.4）32位讀操作

unsigned int *pwAddr = (unsigned int *)0x6;
unsigned int udwVal;
udwVal = *pwAddr;

CPU首先使用地址0x6對(duì)NOR Flsh發(fā)起16位的讀操作，得到兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)為D0、D1；
再使用地址0x8發(fā)起讀操作，得到兩字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)為D2、D3；
最后將這4個(gè)數(shù)據(jù)組合后賦給變量udwVal。

(2.5）16位寫操作

unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x6;
*pwAddr = 0x1234;

由于NOR Flash的特性，使得NOR Flash的寫操作比較復(fù)雜——比如要先發(fā)出特定的地址信號(hào)
通知NOR Flash準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，然后才發(fā)出數(shù)據(jù)等。

不過(guò)，其總線上的電信號(hào)與軟件指令的關(guān)系與讀操作類似，只是數(shù)據(jù)的傳輸方向相反。