背景

很久之前，编写Uboot驱动的时候，在折腾sd/mmc的初始化的时候，遇到一个问题：

虽然代码，感觉都写对了，但是结果始终是：

nand flash始终不工作。

后来经过用逻辑分析仪去抓取信号，结果发现：

其中有两个pin脚，始终都是没有信号变化。

后来，终于搞清楚，原来是有两个pin脚复用，被后来的mmc复用，而重新初始化，而导致后续的nand flash中，对应的针脚，无效，使得nand flash不工作。

所以，此处，专门去整理一下，关于引脚复用方面的事情。

什么是引脚复用

引脚复用的叫法

引脚复用，也可以叫做：

引脚多路复用

pin脚复用

管脚复用

引脚重映射

等等。

没有引脚复用时是什么样的

正常的系统，尤其是嵌入式系统中，当芯片设计时，

有足够的空间，足够的引脚资源够使用的话

是不同的引脚之前，不会重合的，都是分离的

各自有各自的作用。

比如某某引脚，是对应的USB的那些pin；

某某引脚是对应的SD卡的那些pin；

等等。

为何要有引脚复用

当：

芯片上的引脚资源不够用；
芯片上，为了更高效率的利用引脚资源；

就可能会出现引脚复用：

物理上，同样的一组引脚，pin脚；

可以被设置（通过软件配置对应的寄存器去控制）为不同的功能

这样就可以实现

可以根据实际需要，在不同的情况下，使用同一组引脚，实现不同的功能，用于不同的功能。

举例说明什么是引脚复用

比如，我之前接触过的AMS的SoC：AS3536中的引脚复用图：

其中，对于：

XPI，XPJ，XPK，XPL

就有三种用途：

alternative 1，alternative 2，alternative 3

就可以根据需要，去配置，作为

IDE，Nand Flash，SD卡

的引脚。

当然，很明显，同一时刻，

XPI，XPJ，XPK，XPL

只能被配置为某种模式，即：

无法同时使用上述的XPI，XPJ，XPK，XPL去用于IDE，Nand Flash，SD卡。

同一时刻只能使用其中一种。

注：

关于GPIO，不了解的可以参考：

【整理】嵌入式外围设备之GPIO

举例说明：如何配置对应复用的引脚

下面，通过实际的代码来解释，如何去配置对应的复用的引脚，

而实现某种对应的工作模式的。

此处，先说Uboot中的相关这部分的代码的逻辑：

Uboot中，先执行了Nand Flash的初始化，再去执行了开发板后续初始化中的mmc的初始化

当前的CPU是arm的，所以Uboot中初始化，是先去执行：

Board.c (lib_arm) 14903 2009/9/10

中的：

void start_armboot (void)
{
	//...
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)
	puts ("NAND:  ");
	nand_init();		/* go init the NAND */
#endif
    //...
#ifdef BOARD_LATE_INIT
	board_late_init ();
#endif
    //...
}

可见，是先去执行：

nand_init

再去执行：

board_late_init

而此处是：

Uboot中的关于Nand Flash的初始化

drivers\mtd\nand\Nand.c

中的：

nand_init -> board_nand_init

此处是：

board\ams\as3536\As353x_nand.c

中的board_nand_init

Uboot中的关于mmc的初始化

关于mmc的部分是：

board\ams\as3536\As353x_nand.c

中的：

board_late_init –>

drivers\mmc\mmc.c

board\ams\as3536\As353x_nand.c

中的：

board_mmc_init –> board_mmc_hw_init

解释NAF（Nand Flash）部分的去配置复用的引脚的逻辑

解释配置复用引脚的逻辑之前，先要加上对应的，datasheet中，关于Nand Flash寄存器的含义解释：

其中，board_nand_init中关于Nand Flash部分的配置如下：

int board_nand_init(struct nand_chip *nand)
{
	//...

	/* select xpi, xpj, xpk and xpl pins to be used in naf mode,
	   do this after configuring NAF to have defined values */
	ccuSetAlternativeModeBitForNaf();
	WReg32( GPIOI_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for data[0..7] */
	WReg32( GPIOJ_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for data[8..15] */
	WReg32( GPIOK_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for naf control lines (cle, ale, etc.) */
	SetRegBits32( GPIOL_AFSEL, 0x21 ); /* use bit 0 and 5 for ce_3 and busy */
	SetRegBits32( CCUP_REG_XPK, CCUP__DS ); /* increase driver output strength */

	//...

	return 0;
}

对于上述的Nand Flash部分：

此处，去配置为对应的，I，J，K，L的GPIO，即xpi,xpj,xpk,xpl，全都用到Nand Flash了

（当然，参照上面的pin脚复用图，可知：就没法同时去用SD卡，以及IDE了）

且注意到：

对应的还会去调用：

ccuSetAlternativeModeBitForNaf

表示这部分的gpio是用于Nand Flash了。

对应到寄存器，就是上面的NAF寄存器中的bit16==naf_mode的值，以此实现对应的：

select alternate function for xpi/xpj/xpk/xpl

即将此4个GPIO都用于Nand Flash。

解释SD/MMC部分的去配置复用的引脚的逻辑

解释配置复用引脚的逻辑之前，先要加上对应的，datasheet中，关于SD寄存器的含义解释：

其中，board_mmc_hw_init中，关于mmc，即SD的引脚复用的部分的配置如下：

void board_mmc_hw_init(void)
{
#if AS3536_SUPPORT_SDMMC
	/* do necessary hw settings, such as GPIO setting, ccu reg setting ... */

	/* if later will use NAF, then do not disable GPIO I J K L here */
	/* turn off pulldowns on port I, K */
	ClrRegBits32(CCUP_REG_XPI, CCUP__PE);
	ClrRegBits32(CCUP_REG_XPK, CCUP__PE);
	/* double Drive Strength */
	SetRegBits32(CCUP_REG_XPI, CCUP__DS);
	SetRegBits32(CCUP_REG_XPK, CCUP__DS);

	/* if later will use NAF, not do set GPIO I(crd2), K (crd2h) to Storage Card Mode here */
	SetRegBits32(CCUP_REG_CRD, CCUP_CRD_2_MODE);
	SetRegBits32(CCUP_REG_CRD, CCUP_CRD_2H_MODE);

	/* if later will use NAF, not do setting GPIO I J K L ,here */
	ModRegBits32(GPIOK_AFSEL, 0x0F, 0x0F);
	ModRegBits32(GPIOI_AFSEL, 0xBF, 0xBF);
#endif

}

对于此处的mmc部分的代码，主要是：

	/* if later will use NAF, not do setting GPIO I J K L ,here */
	ModRegBits32(GPIOK_AFSEL, 0x0F, 0x0F);
	ModRegBits32(GPIOI_AFSEL, 0xBF, 0xBF);

可见：

其去配置了

GPIOI_AFSEL

GPIOK_AFSEL

即：

I和K的GPIO，

即xpi，xpk

对应着上述pin脚复用中的：

Card Interface 2

和

Card Interface 2 Extension

而对于：

	/* if later will use NAF, not do set GPIO I(crd2), K (crd2h) to Storage Card Mode here */
	SetRegBits32(CCUP_REG_CRD, CCUP_CRD_2_MODE);
	SetRegBits32(CCUP_REG_CRD, CCUP_CRD_2H_MODE);

中去配置对应的

CCUP_REG_CRD

去配置的值：

#define CCUP_CRD_2_MODE                     0x10000
#define CCUP_CRD_2H_MODE                    0x20000

对应着bit16和bit17，对应着是I和K这两个GPIO

所以，此处的配置，和上面刚刚解释的，去配置GPIO的对应的位，是一致。

即：

先去把对应的SD卡的寄存器的对应模式，设置为使用GPIO的I和K，即xpi和xpk

然后再去配置对应的GPIO的位、

真正的将其用于SD卡。

结论：

所以，此处就很明显可以发现，之前遇到问题的根本原因了：

先是在board_nand_init中，将GPIO的I,J,K,L，都配置为Nand Flash模式了。

结果又在后面执行到的board_mmc_hw_init中将GPIO中的I，K配置为SD卡模式了。

从而导致：

后续的Nand Flash无法正常工作

对应的GPIO的I和K所对应的引脚，都无信号变化。

关于引脚复用的每个引脚的含义是什么：是需要看对应的原理图才知道的

继续用上面的例子，比如对于前面的：

将XPI，XPJ，XPK，XPL用于IDE时的引脚功能和含义说明

XPI，XPJ，XPK，XPL，用于IDE时，上面显示共29个引脚。

但是具体每个引脚的作用，以及是如何计算出来一共29个引脚的，

则是需要去看对应的IDE部分的原理图schematic：

才看出来的。

由上图可见：

对应的Compat Flash，此处即为IDE时

对应的XPI到XPL，即对应的：

XPI_D0-XPI_D7：共8个引脚

XPJ_D0-XPJ_D7：共8个引脚

XPK_D0-XPK_D7：共8个引脚

和

XPL_D0-XPL_D4：共5个引脚

加起来，就是对应的29个引脚。

以及：

每个对应的引脚，其含义如何，对照着原理图，都可以看得很清楚。

将XPI，XPJ，XPK，XPL用于Nand Flash时的引脚功能和含义说明

类似的，将XPI，XPJ，XPK，XPL用于Nand Flash时

其引脚的含义和功能，也是需要去看对应的原理图：

才知道：

上图中，可以看清的一些引脚是：

U16中的：

（和下面的U17类似）

U17中的：

XPL_D5：接的是R/B4_n，R/B3_n，R/B2_n，表示的是Ready/Busy的4,3,2的三个信号，negative低电平有效
XPK_D6：接的是RE_n，表示Nand Flash中的Read Enable，negative低电平有效
XPK_D2：接的是CLE，Command Latch Enable
XPK_D1：接的是ALE，Address Latch Enable
XPK_D7：接的是WE_n，Write Enable，negative低电平有效
XPK_D0：接的是WP_n，Write Protect，negative低电平有效
XPI_D0到XPI_D7：分别对应着Nand Flash的I/O0到I/O7

其他的一些暂时看不出对应的映射关系

包括XPL_D0

但是，也基本上，可以看懂，对应的原先的board_nand_init中代码：

	/* select xpi, xpj, xpk and xpl pins to be used in naf mode,
	   do this after configuring NAF to have defined values */
	ccuSetAlternativeModeBitForNaf();
	WReg32( GPIOI_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for data[0..7] */
	WReg32( GPIOJ_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for data[8..15] */
	WReg32( GPIOK_AFSEL, 0xFF ); /* use all 8 pins for naf control lines (cle, ale, etc.) */
	SetRegBits32( GPIOL_AFSEL, 0x21 ); /* use bit 0 and 5 for ce_3 and busy */
	SetRegBits32( CCUP_REG_XPK, CCUP__DS ); /* increase driver output strength */

中的那些注释了：

/* use all 8 pins for data[0..7] */ ：表示用GPIO的8个针脚，用于nand flash的data0到data7，即上面的I/O0到I/O7
/* use all 8 pins for data[8..15] */ ：同上。不过貌似是对应的，当Nand Flash设置位宽bit width为16的时候，才用到此bit的8-15
/* use all 8 pins for naf control lines (cle, ale, etc.) */ ：其中可以看懂的是，前面总结的XPK的用法：

XPK_D0，XPK_D1，XPK_D2，XPK_D7
分别连到了
WP_n，ALE，CLE，WE_n
上了。

/* use bit 0 and 5 for ce_3 and busy */ ：只看懂了：其说的bit5，即XPL_D5连到了（2,3,4三个公用的）R/B_n

至此，才算是：

基本上，真正的搞懂了

对应的各个GPIO的每个引脚的含义，

以及如何去配置成对应的Nand Flash模式。

注：

常见的Nand Flash的芯片的引脚名称和含义，虽然找个nand flash的datasheet参考一下即可。

比如：

http://www.hynix.com/datasheet/pdf/flash/HY27UF084G2M%20Series%28Rev.0.3%29.pdf

中的：

将XPI，XPL用于Nand Flash时的引脚功能和含义说明

对应的，找到SD/MMC的原理图：

从中可以看出，最右边的SD/MMC的原理图中，画的很清楚，对应的是：

XPI_D7：接了WP
XPL_D3：接的是CD
XPI_D5：接的是CMD
XPI_D4：接的是CLK
XPI_D0：接的是DATA0
XPI_D1：接的是DATA1
XPI_D2：接的是DATA2
XPI_D3：接的是DATA3

此时，很明显：

当使用SD/MMC时，就要用到对应的：

XPI和XPL

更详细点就是：

用到XPI的bit：0,1,2,3,4,5,7和XPL的bit3

所以，之前的代码，才会用：

	/* if later will use NAF, not do setting GPIO I J K L ,here */
	ModRegBits32(GPIOK_AFSEL, 0x0F, 0x0F);
	ModRegBits32(GPIOI_AFSEL, 0xBF, 0xBF);

去设置对应的：

XPI和XPL，用于SD卡。

也就看懂了：

/* if later will use NAF, not do setting GPIO I J K L ,here */ ：如果后续用到Nand Flash的话，此处就不要去设置对应的GPIO的，I,J,K,L了。

因为：此处如果设置GPIO的I和L，用于SD的话，后续Nand Flash也就很明显，无法工作了。

至此，才算真正的，越来越清楚，GPIO的复用的设置逻辑，和代码上如何写了。

引脚复用注意事项

1.在用到复用的引脚的时候，确保你在配置其用于某种功能的同时

别人（在你的代码之前和之后的位置）是否也有对此配置进行改动。

否则，就会出现我这里的：

在开始的代码中配置GPIO的I,J,K,L用于Nand Flash，结果之后被mmc初始化时配置了GPIO的I,K用于SD卡了。

导致后面的nand flash无法正常工作。

其他资料

找了点，关于引脚复用方面的资料，供参考：

Texas Instruments 配置具有引脚多路复用的 Stellaris®微处理器

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【整理】什么是引脚复用+引脚复用的作用+举例说明如何配置复用的引脚

背景

什么是引脚复用

引脚复用的叫法

没有引脚复用时是什么样的

为何要有引脚复用

举例说明什么是引脚复用

举例说明：如何配置对应复用的引脚

解释NAF（Nand Flash）部分的去配置复用的引脚的逻辑

解释SD/MMC部分的去配置复用的引脚的逻辑

关于引脚复用的每个引脚的含义是什么：是需要看对应的原理图才知道的

将XPI，XPJ，XPK，XPL用于IDE时的引脚功能和含义说明

将XPI，XPJ，XPK，XPL用于Nand Flash时的引脚功能和含义说明

将XPI，XPL用于Nand Flash时的引脚功能和含义说明

引脚复用注意事项

其他资料

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