By Toradex Raul Rosetto Mu?oz

1). 簡介

每天都有新的異構多核處理器/片上系統 SoC 面市。在 SoC 上整合微控制器和外設控制核正變得越來越普遍，看看最新發布的 NXP? ：i.MX 6SoloX、i.MX7 和即將面世的 i.MX 8。在我看來，這有點像曾經 ADC（模數轉換器）開始整合微處理器上的外設功能，在應用處理器上整合微控制器，可以解決 Linux 系統中一些實時可控相關的問題。

新技術的出現總是會引出許多問題，或許你會產生疑問，這是否需要很多工作量。本位旨在快速、明瞭地介紹一種使用異構多核方式開發應用的方法。這裡我們將會涉及搭建開發環境以及建立一個雙核通訊的 ping pong 應用的基本步驟，最後演示一個用微控制器通過 SPI 讀取 ADC 資料並把資料傳送至執行 Linux 的處理器的實際應用。

這是揭示利用異構多核處理構架 SoC 開發嵌入式系統的系列文章。通過實際操作和一些案例演示，你可以快速地開始開發。

2). 硬體

本文中將使用 Toradex 雙核 Colibri iMX7 計算機模組：該模組採用 NXP i.MX7 SoC，一個雙核 ARM Cortex-A7 和 一個 ARM Cortex-M4 核心，A7 主頻為 1GHz，M4 主頻為 200MHz，同時具備 512MB 儲存和 512MB 記憶體。模組如下圖所示：

載板採用 Aster。這是 Toradex 新發布的產品，使新專案開發更加容易。該載板具有標準的 Arduino 介面，使開發人員能夠利用市面上豐富的 Arduino 模組，縮減研發時間。除了 Arduino，還有一個相容 Raspberry Pi 的介面，允許在開發的硬體上使用模組，不僅能夠促進新產品的原型開發，也能夠幫助從概念驗證到可擴充套件、工業品質、保證生命週期硬體方案如 Toradex 的過渡。

3). 搭建開發環境

本文中演示的案例是在 Linux 電腦上開發的。所有 Cortex-M 上的程式碼都基於 Makefile 和 Cmake。你只需要安裝少量的軟體並正確配置編譯工具鏈，就可以編譯示例程式碼。

a). 我們建議使用 4.9 2015 Q3 版本 linaro toolchain。從這裡下載好壓縮包後，解壓如下：

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tar xjf ~/Downloads/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3-20150921-linux.tar.bz2

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b). 因為編譯工具生成 32位應用，所以需要安裝 32位的 libc 和 libncurse。在 Ubuntu 上，命令如下：

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sudo dpkg --add-architecture i386 sudo apt-get update sudo apt-get install libc6:i386 libncurses5:i386

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c). 現在可以測試編譯工具：

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~/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/bin/arm-none-eabi-gcc –version

arm-none-eabi-gcc (GNU Tools for ARM Embedded Processors) 4.9.3 20150529 (release) [ARM/embedded-4_9-branch revision 227977] Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.

This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

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d). 最後，安裝 cmake 和 make：

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sudo apt-get install make cmake

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4). 下載示例

我們準備了一些示例，方便下載和測試，包括基本的 雙核通訊“Hello, World!”。下載原始碼：

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$ git clone -b colibri-imx7-m4-freertos-v8 git://git.toradex.com/freertos-toradex.git freertos-colibri-imx7/

$ cd freertos-colibri-imx7/

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所有我們將會使用的原始碼都在這個資料夾裡面。其中的檔案已經能夠支援 Colibri iMX7 和 FreeRTOS。在所有這些檔案中，我們主要使用包含示例的的資料夾：

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[[email protected] freertos-colibri-imx7]$ tree -L 2 examples/imx7_colibri_m4/

examples/imx7_colibri_m4/

├── board.c

├── board.h

├── clock_freq.c

├── clock_freq.h

├── demo_apps

│   ├── blinking_imx_demo

│   ├── hello_world

│   ├── hello_world_ddr

│   ├── hello_world_ocram

│   ├── low_power_imx7d

│   ├── rpmsg

│   └── sema4_demo

├── driver_examples

│   ├── adc_imx7d

│   ├── ecspi

│   ├── flexcan

│   ├── gpio_imx

│   ├── gpt

│   ├── i2c_imx

│   ├── uart_imx

│   └── wdog_imx

├── gpio_pins.c

├── gpio_pins.h

├── pin_mux.c

└── pin_mux.h

17 directories, 8 files

[[email protected] freertos-colibri-imx7]$

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5). 搭建硬體環境

本文中，我們將不涉及如何除錯 Cortex-M 的內容，我們使用 UART 列印韌體的輸出資訊。瞭解如何搭建產品開發環境是十分重要的。由於 Cortex-M 和  Cortex-A 共享外設介面，你需要知道 UART B 被 Cortex-M 上的韌體輸出列印資訊，UART A 則由 Cortex-A (U-boot and Linux) 使用。

所以我們將使用 UART A 和 UART B。對於 UART A，在 Aster 上已經有 FTDI 晶片，可以直接連線 USB X4。該介面不僅用於給載板供電，還可以訪問 UART-A, 所以當連線到電腦後，/dev/ttyUSBX 裝置將會被自動識別。

對於 UART B, Colibri iMX7  的 TX 和 RX 引腳在 X20 擴充套件口上。因為沒有 FTDI 或者 RS-232 轉換器，你需要使用 FTDI 串列埠線。連線 RX、TX 和 GND 到 X20 的 第8、10、9 引腳。

最後，圖下圖所示連線：

現在都已經正確連線，在 Linux 使用 picocom 開啟兩個終端，開啟串列埠：

終端 1：

-------------------------------------------

[[email protected] ~]$ picocom -b 115200 /dev/ttyUSB0

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終端 2：

-------------------------------------------

[[email protected] ~]$ picocom -b 115200 /dev/ttyUSB1

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6). 編譯第一個示例

a). 進入 SPI 示例目錄，編譯第一個應用：

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[[email protected] freertos-colibri-imx7]$ cd examples/imx7_colibri_m4/driver_examples/ecspi/ecspi_interrupt/master/

[[email protected] master]$ ls armgcc hardware_init.c main.c

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b). 所有的示例都有 main.c 、hardware_init.c 和 armgcc 資料夾。我們先不解釋原始碼，只是進入目錄，匯出下載的 toolchain 路徑然後編譯：

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[[email protected] armgcc]$ cd ..

[[email protected] master]$ cd armgcc/

[[email protected] armgcc]$ export ARMGCC_DIR=~/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/

[[email protected] armgcc]$ ./build_all.sh

-- TOOLCHAIN_DIR: /home/raul/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/

-- BUILD_TYPE: Debug

-- TOOLCHAIN_DIR: /home/raul/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/

-- BUILD_TYPE: Debug

-- Could not determine Eclipse version, assuming at least 3.6 (Helios). Adjust CMAKE_ECLIPSE_VERSION if this is wrong.

-- The ASM compiler identification is GNU

-- Found assembler: /home/raul/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3//bin/arm-none-eabi-gcc

-- Configuring done

-- Generating done

-- Build files have been written to: /home/raul/freertos-colibri-imx7/examples/imx7_colibri_m4/driver_examples/ecspi/ecspi_interrupt/master/armgcc

Scanning dependencies of target ecspi_interrupt_master_example

[  5%] Building C object CMakeFiles/ecspi_interrupt_master_example.dir/home/raul/freertos-colibri-imx7/platform/utilities/src/debug_console_imx.c.obj

...

...

...

[ 94%] Building C object CMakeFiles/ecspi_interrupt_master_example.dir/home/raul/freertos-colibri-imx7/platform/drivers/src/uart_imx.c.obj

[100%] Linking C executable debug/ecspi_interrupt_master_example.elf

[100%] Built target ecspi_interrupt_master_example

-- TOOLCHAIN_DIR: /home/raul/gcc-arm-none-eabi-4_9-2015q3/

-- BUILD_TYPE: Release

-- Eclipse version is set to 3.6 (Helios). Adjust CMAKE_ECLIPSE_VERSION if this is wrong.

-- Configuring done

-- Generating done

CMake Warning:

  Manually-specified variables were not used by the project:

    CMAKE_TOOLCHAIN_FILE

-- Build files have been written to: /home/raul/freertos-colibri-imx7/examples/imx7_colibri_m4/driver_examples/ecspi/ecspi_interrupt/master/armgcc

[  5%] Building ASM object CMakeFiles/ecspi_interrupt_master_example.dir/home/raul/freertos-colibri-imx7/platform/devices/MCIMX7D/startup/gcc/startup_MCIMX7D_M4.S.obj

...

...

...

[ 94%] Building C object CMakeFiles/ecspi_interrupt_master_example.dir/home/raul/freertos-colibri-imx7/platform/drivers/src/uart_imx.c.obj

[100%] Linking C executable release/ecspi_interrupt_master_example.elf

[100%] Built target ecspi_interrupt_master_example

[[email protected] armgcc]$

         The binaries are located in the "release" directory.

[[email protected] armgcc]$ cd release/

[[email protected] release]$ ls

ecspi_interrupt_master_example.bin  ecspi_interrupt_master_example.hex

ecspi_interrupt_master_example.elf  ecspi_interrupt_master_example.map

[[email protected] release]$

-------------------------------------------

在這裡， bin 檔案是最重要的。我們使用 U-boot 將其載入到 Cortex-M4。

7). 執行韌體程式

為了執行韌體程式，U-boot 需要載入這個二進位制檔案，然後在 Cortex-M 上執行。也可以用另外的方法。我的建議是使用 SD 卡或者網路。我們將會演示如何使用這兩種方法。一方面，需要知道的是使用網路，開發將以動態的方式進行，因為不需要在載板上拔插 SD 卡。另一方面，為了使用乙太網載入檔案，你需要配置 tftp 伺服器，我這裡配置為 "/srv/tftp/"。參考 Flashing Linux Over Ethernet 瞭解 tftp 配置。

a). SD 卡：

複製檔案到 SD 卡，然後放到載板上：

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[[email protected] release]$ df

Filesystem              1K-blocks      Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb1                 7780496    469540   7310956   7% /run/media/raul/DATA

[[email protected] release]$ cp ecspi_interrupt_master_example.bin /run/media/raul/DATA

[[email protected] release]$ umount /run/media/raul/DATA

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b). 乙太網：

複製檔案到 tftp 伺服器目錄，在載板上連線網線，配置好能夠連線到電腦的網路。這裡載板的 IP 是 192.168.0.170，電腦 IP 為 192.168.0.150。

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[[email protected] release]$ cp ecspi_interrupt_master_example.bin /srv/tftp/

-------------------------------------------

c). 開啟載板電源，上電的時候，在 UART-A (U-boot and Linux)  終端上按下任意按鍵。進入 U-boot，載入可執行檔案。

./ SD 卡：

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Colibri iMX7 # fatload mmc 0:1 0x7F8000 ecspi_interrupt_master_example.bin

reading ecspi_interrupt_master_example.bin

9956 bytes read in 20 ms (485.4 KiB/s)

-------------------------------------------

./ 乙太網：

Colibri iMX7 # tftp 0x7F8000 ecspi_interrupt_master_example.bin

Using FEC0 device

TFTP from server 192.168.0.150; our IP address is 192.168.0.170

Filename 'ecspi_interrupt_master_example.bin'. Load address: 0x7f8000

Loading: ################################################## 9.7 KiB

647.5 KiB/s

done

Bytes transferred = 9956 (26e4 hex)

-------------------------------------------

d). 載入完成後，無論是使用 SD 卡還是乙太網，執行下面的命令運作已經載入到 Cortex-M 上的程式。

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Colibri iMX7 # dcache flush

Colibri iMX7 # bootaux 0x7F8000

## Starting auxiliary core at 0x007F8000 ...

Colibri iMX7 #

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e). 接下來，你應該可以看到在 UART B 終端上打印出 Cortex-M 的除錯資訊。你的螢幕如下圖所示。

f). 在 UART B 終端裡按 “s”之前，試著將 SPI MISO 和 MOSI 連線起來。這樣就可以看到在迴環模式下的通訊，不僅是傳送資料，還可以接收 SPI 資料。

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-------------- ECSPI master driver example --------------

This example application demonstrates usage of SPI driver in master mode.

It transfers data to/from remote MCU in SPI slave mode.

Press "s" when spi slave is ready.

MASTER: Transmited data: 1 :

Received data: 1

MASTER: Transmited data: 2 :

Received data: 2 ... ... ...

MASTER: Transmited data: 19 :

Received data: 19

MASTER: Transmited data: 20 :

Received data: 20

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8). 示例 - SPI

a). 在之前的示例中，我們只編譯和執行了程式碼。現在我們將修改原始碼，實現同 Microchip MCP3008 的 SPI 通訊。這個一個10位 ADC，具有8個輸入。按下圖連線到 Aster 和麵包板：

b). 如果喜歡使用 Eclipse IDE，可以通過 CMake 生成 Eclipse 專案檔案。 Cmake 的 -G 引數可以配置 “build system generator”。確保 build_all.sh 指定 “Eclipse CDT4 – Unix Makefiles”。

./ 在 armgcc 示例目錄中：

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[[email protected] armgcc]$ vi build_all.sh

#!/bin/sh cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="../../../../../../../tools/cmake_toolchain_files/armgcc.cmake" -G "Eclipse CDT4 - Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug .

make -j4

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="../../../../../../../tools/cmake_toolchain_files/armgcc.cmake" -G "Eclipse CDT4 - Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release .

make -j4

-------------------------------------------

./ 接下來執行 “build_all.sh”指令碼：

-------------------------------------------

[[email protected] armgcc]$ ./build_all.sh

[[email protected] armgcc]$ ls .cproject .project

.cproject .project

-------------------------------------------

./ 開啟 Eclipse 並匯入專案

File > Import…

./ 在 “Select root directory”，輸入 “armgcc”資料夾目錄

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/home/raul/freertos-colibri-imx7/examples/imx7_colibri_m4/driver_examples/ecspi/ecspi_interrupt/master/armgcc

-------------------------------------------

./ 開啟目錄中的 main.c”檔案

[TARGET] → [exec]ecspi_interrupt_master_example → Source Files

./ 標準的示例是十分簡單的。我們有必要介紹部分程式碼，從而在下面的示例中能夠清楚地瞭解需要檢視什麼地方。

-------------------------------------------

int main(void)

{

    uint8_t control_char;

    uint8_t i;

    ecspi_init_config_t ecspiMasterInitConfig = {

        .baudRate = 500000,

        .mode = ecspiMasterMode,

        .burstLength = ECSPI_MASTER_BURSTLENGTH,

        .channelSelect = BOARD_ECSPI_CHANNEL,

        .clockPhase = ecspiClockPhaseSecondEdge,

        .clockPolarity = ecspiClockPolarityActiveHigh,

        .ecspiAutoStart = ECSPI_MASTER_STARTMODE

    };

    /* Hardware initialize, include RDC, CLOCK, IOMUX, ENABLE MODULE */

    hardware_init();

    /* Update clock frequency of this module */

    ecspiMasterInitConfig.clockRate = get_ecspi_clock_freq(BOARD_ECSPI_BASEADDR);

    PRINTF("\n-------------- ECSPI master driver example --------------\n\n\r");

    PRINTF("This example application demonstrates usage of SPI driver in master mode.\n\r");

    PRINTF("It transfers data to/from remote MCU in SPI slave mode.\n\r");

    /* Ecspi module initialize, include configure parameters */

    ECSPI_MasterConfig(&ecspiMasterInitConfig);

    /* Wait slave ready, then press 's' to start communication. */

    while(true)

    {

        PRINTF("Press \"s\" when spi slave is ready.\n\r");

        control_char = GETCHAR();

        if((control_char == 's') || (control_char == 'S'))

            break;

    }

    /* Send 1~20 to slave and receive data from slave */

    for(i = 0; i < 20; i++)

    {

        txData[0]++;

        ECSPI_MasterTransfer((uint8_t*)txData, (uint8_t*)rxData, 1);

        while(ECSPI_MasterGetTransferStatus());

        PRINTF("MASTER: Transmited data: %d \n\r", txData[0]);

        PRINTF("      : Received data: %d \n\n\r", rxData[0]);

    }

    while(1);

}

-------------------------------------------

./ 第一個需要注意的配置引腳複用的地方。這裡我們將使用標準的 SPI。右擊“hardware_init();”函式，選擇“Open Declaration”

-------------------------------------------

void hardware_init(void)

{

    /* Board specific RDC settings */

    BOARD_RdcInit();

    /* Board specific clock settings */

    BOARD_ClockInit();

    /* initialize debug uart */

    dbg_uart_init();

    /* RDC ECSPI */

    RDC_SetPdapAccess(RDC, BOARD_ECSPI_RDC_PDAP, 3 << (BOARD_DOMAIN_ID * 2), false, false);

    /* Select board ecspi clock derived from OSC clock(24M) */

    CCM_UpdateRoot(CCM, BOARD_ECSPI_CCM_ROOT, ccmRootmuxEcspiOsc24m, 0, 0);

    /* Enable ecspi clock gate */

    CCM_EnableRoot(CCM, BOARD_ECSPI_CCM_ROOT);

    CCM_ControlGate(CCM, BOARD_ECSPI_CCM_CCGR, ccmClockNeededAll);

    /* Configure ecspi pin IOMUX */

    configure_ecspi_pins(BOARD_ECSPI_BASEADDR);

}

-------------------------------------------

./ 主要的硬體初始化和配置都在這個函式中完成。SPI 引腳的配置在最後一個函式“configure_ecspi_pins(BOARD_ECSPI_BASEADDR);”。

-------------------------------------------

void configure_ecspi_pins(ECSPI_Type* base)

{

         // ECSPI1 iomux configuration

         /* daisy chain selection */

         IOMUXC_ECSPI3_MISO_SELECT_INPUT = 0;  //(I2C1_SCL  SODIM 90)

         IOMUXC_ECSPI3_MOSI_SELECT_INPUT = 0;  //(I2C1_SCL  SODIM 90)

         /* iomux */

         IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C2_SCL = IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C2_SCL_MUX_MODE(3);    /* ECSPI SLK  */

         IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C1_SDA = IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C1_SDA_MUX_MODE(3);    /* ECSPI MOSI */

         IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C1_SCL = IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C1_SCL_MUX_MODE(3);    /* ECSPI MISO  */

         IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C2_SDA  = IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_I2C2_SDA_MUX_MODE(3);     /* ECSPI SS0 */

         /* pad control */

         IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SCL =    IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SCL_PE_MASK  |

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SCL_PS(0)    |      /* pull down */

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SCL_DSE(0)   |

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SCL_HYS_MASK;

         IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C1_SDA = IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C1_SDA_DSE(0)   |

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C1_SDA_HYS_MASK;

         IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C1_SCL = IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C1_SCL_HYS_MASK;

         IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SDA  =  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SDA_PE_MASK   |

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SDA_PS(3)     |      /* pull up */

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SDA_DSE(0)    |

                            IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_I2C2_SDA_HYS_MASK;

}

-------------------------------------------

./ 另外一個重要的檔案是“board.h”。在同一個函式中，搜尋 "configure_ecspi_pins (BOARD_ECSPI_BASEADDR);" 中的 "BOARD_ECSPI_BASEADDR"，你將會發現部分“board.h”內容，這裡配置除了 SPI 外的其他內容，例如中斷向量表。

-------------------------------------------

/* Colibri SPI is ECSPI3 */

#define BOARD_ECSPI_RDC_PDAP                rdcPdapEcspi3

#define BOARD_ECSPI_CCM_ROOT                ccmRootEcspi3

#define BOARD_ECSPI_CCM_CCGR                ccmCcgrGateEcspi3

#define BOARD_ECSPI_BASEADDR                ECSPI3

#define BOARD_ECSPI_CHANNEL                 ecspiSelectChannel0

#define BOARD_ECSPI_IRQ_NUM                 eCSPI3_IRQn

#define BOARD_ECSPI_HANDLER                 eCSPI3_Handler

-------------------------------------------

./ 回到“main.c”我將改變主函式，獲取 MCP3008 的資料。具體地講，我們將讀取晶片 channel 0 的資料。

-------------------------------------------

/* Wait slave ready, then press 's' to start communication. */

    while(true)

    {

        PRINTF("Press \"s\" when spi slave is ready.\n\r");

        control_char = GETCHAR();

        if((control_char == 's') || (control_char == 'S'))

            break;

    }

-------------------------------------------

./ 刪除“break”，增加下面的程式碼。根據 MCP3008 白皮書，“00000001 10000000 00000000”序列分別表示起始位、通道選擇和10位資料的資訊。

-------------------------------------------

/* Wait slave ready, then press 's' to start communication. */

         while(true)

         {

                   PRINTF("Press \"s\" when spi slave is ready.\n\r");

                   control_char = GETCHAR();

                   if((control_char == 's') || (control_char == 'S'))

                   {

                            unsigned char datatx[3];

                            unsigned char datarx[3];

                            datatx[0] = 0b00000001;  //  first byte transmitted -> start bit

                            datatx[1] = 0b10000000; // second byte transmitted -> (SGL/DIF = 1, D2=D1=D0=0)

                            datatx[2] = 0b00000000; // third byte transmitted....don't care

                            /* SPI Read */

                            ECSPI_MasterTransfer((uint8_t*)&datatx[0], (uint8_t*)&datarx[0], 3);

                            while(ECSPI_MasterGetTransferStatus());

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[0]);

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[1]);

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[2]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[0]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[1]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[2]);

                            unsigned int a2dVal = 0;

                            a2dVal = (datarx[1]<< 8) & 0b1100000000; //merge data[1] & data[2] to get result

                            a2dVal |=  (datarx[2] & 0xff);

                            PRINTF("data = %d \n\n\r", a2dVal);

                   }

         }

-------------------------------------------

./ 修改完畢後，“int main (void)” 應該如下：

-------------------------------------------

int main(void)

{

         uint8_t control_char;

         uint8_t i;

         ecspi_init_config_t ecspiMasterInitConfig = {

                            .baudRate = 500000,

                            .mode = ecspiMasterMode,

                            .burstLength = ECSPI_MASTER_BURSTLENGTH,

                            .channelSelect = BOARD_ECSPI_CHANNEL,

                            .clockPhase = ecspiClockPhaseSecondEdge,

                            .clockPolarity = ecspiClockPolarityActiveHigh,

                            .ecspiAutoStart = ECSPI_MASTER_STARTMODE

         };

         /* Hardware initialize, include RDC, CLOCK, IOMUX, ENABLE MODULE */

         hardware_init();

         /* Update clock frequency of this module */

         ecspiMasterInitConfig.clockRate = get_ecspi_clock_freq(BOARD_ECSPI_BASEADDR);

         PRINTF("\n-------------- ECSPI master driver example --------------\n\n\r");

         PRINTF("This example application demonstrates usage of SPI driver in master mode.\n\r");

         PRINTF("It transfers data to/from remote MCU in SPI slave mode.\n\r");

         /* Ecspi module initialize, include configure parameters */

         ECSPI_MasterConfig(&ecspiMasterInitConfig);

         /* Wait slave ready, then press 's' to start communication. */

         while(true)

         {

                   PRINTF("Press \"s\" when spi slave is ready.\n\r");

                   control_char = GETCHAR();

                   if((control_char == 's') || (control_char == 'S'))

                   {

                            unsigned char datatx[3];

                            unsigned char datarx[3];

                            datatx[0] = 0b00000001;  //  first byte transmitted -> start bit

                            datatx[1] = 0b10000000; // second byte transmitted -> (SGL/DIF = 1, D2=D1=D0=0)

                            datatx[2] = 0b00000000; // third byte transmitted....don't care

                            /* SPI Read */

                            ECSPI_MasterTransfer((uint8_t*)&datatx[0], (uint8_t*)&datarx[0], 3);

                            while(ECSPI_MasterGetTransferStatus());

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[0]);

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[1]);

                            PRINTF("Transmited data: %d \n\r", datatx[2]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[0]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[1]);

                            PRINTF("Received data: %d \n\n\r", datarx[2]);

                            unsigned int a2dVal = 0;

                            a2dVal = (datarx[1]<< 8) & 0b1100000000; //merge data[1] & data[2] to get result

                            a2dVal |=  (datarx[2] & 0xff);

                            PRINTF("data = %d \n\n\r", a2dVal);

                   }

         }

}

-------------------------------------------

./ 重新編譯，根據前面的示例通過 SD 卡或者乙太網複製，執行二進位制程式。

SD 卡：

-------------------------------------------

[[email protected] release]$ df

Filesystem              1K-blocks      Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb1                 7780496    469540   7310956   7% /run/media/raul/DATA

[[email protected] release]$ cp ecspi_interrupt_master_example.bin /run/media/raul/DATA

[[email protected] release]$ umount /run/media/raul/DATA

-------------------------------------------

乙太網：

-------------------------------------------

[[email protected] release]$ cp ecspi_interrupt_master_example.bin /srv/tftp/

-------------------------------------------

./ 將SD卡插入載板或者配置網路來執行編譯好的二進位制檔案

SD 卡：

-------------------------------------------

Colibri iMX7 # fatload mmc 0:1 0x7F8000 ecspi_interrupt_master_example.bin

reading ecspi_interrupt_master_example.bin

9956 bytes read in 20 ms (485.4 KiB/s)

-------------------------------------------

乙太網：

-------------------------------------------

Colibri iMX7 # tftp 0x7F8000 ecspi_interrupt_master_example.bin

Using FEC0 device

TFTP from server 192.168.0.150; our IP address is 192.168.0.170

Filename 'ecspi_interrupt_master_example.bin'.

Load address: 0x7f8000

Loading: ##################################################  9.7 KiB

          647.5 KiB/s

done

Bytes transferred = 9956 (26e4 hex)

-------------------------------------------

./ 一旦韌體載入完畢，使用哪種方法就不再重要，執行下面命令執行 Cortex-M 上載入的程式。

-------------------------------------------

Colibri iMX7 # dcache flush

Colibri iMX7 # bootaux 0x7F8000

## Starting auxiliary core at 0x007F8000 ...

Colibri iMX7 #

-------------------------------------------

./ 現在使用修改後的程式碼，在 UART B 終端中按“s”將顯示 channel 0 上模擬採集。

9). 同 Linux 之間的衝突

在使用這些 U-boot 命令之後，你或許想要在啟動 Linux 後執行“boot”命令。現在的問題是，我們的示例使用了 UART B 和 the SPI。想要正常啟動 Linux，就需要修改 device tree，讓 Linux 不去使用這些資源。

你可以使用下面的命令，暫時關閉  UART B 和 SPI，而無需修改 device tree：

-------------------------------------------

Colibri iMX7 # setenv fdt_fixup 'fdt addr ${fdt_addr_r} && fdt rm /soc/[email protected]/[email protected]/[email protected]  && fdt rm /soc/[email protected]/[email protected]/[email protected]'

Colibri iMX7 # saveenv

Saving Environment to NAND...

Erasing NAND...

Erasing at 0x380000 -- 100% complete.

Writing to NAND... OK

-------------------------------------------

更多關於修改 device tree 的內容，可以參考 Toradex 開發者中心網站上的這篇文章。

10). 自動部署

在我的演示示例中，我通過乙太網載入  Cortex-M 韌體程式。一個節約時間的方法是自動複製檔案到“/dev/tftp/”目錄中。在專案的根目錄中，開啟檔案：

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[email protected] master]$ vi armgcc/CMakeLists.txt

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在最後面新增下面幾行內容：

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[[email protected] master]$ vi armgcc/CMakeLists.txt ADD_CUSTOM_COMMAND(TARGET ${Project_Name}_Main POST_BUILD COMMAND cp ${EXECUTABLE_OUTPUT_PATH}/ecspi_interrupt_master_example.bin /srv/tftp/m4.bin)

-------------------------------------------

再次執行 “./build_all.sh”指令碼，如果使用 Eclipse 編譯，你可以在“console”中看到自動執行的命令：

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cp /home/raul/freertos-colibri-imx7/examples/imx7_colibri_m4/driver_examples/ecspi/ecspi_interrupt/master/armgcc/release/ecspi_interrupt_master_example.bin /srv/tftp/m4.bin

-------------------------------------------

另外一個對我有幫助的優化是，在 U-boot 中建立自動載入韌體程式的規則：

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Colibri iMX7 # setenv m4 'tftp 0x7F8000 m4.bin && dcache flush && bootaux 0x7F8000'

Colibri iMX7 # setenv bootcmd 'run m4; run ubiboot; setenv fdtfile ${soc}-colibri-${fdt_board}.dtb && run distro_bootcmd;'

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現在，每一次開啟模組，就會自動載入韌體程式然後執行 Linux。

11). 總結

在本文中，你可以掌握搭建異構多核處理器構架方案的基本步驟。通過兩個演示示例，我們看到了如何在 Colibri iMX7 計算機模組的 HMP SoC Cortex-M4 核上編譯和執行程式碼。我們也瞭解到 SoC 上的不同核心共享外設介面，所以你需要了解（以及規劃）每個核心分配的外設。