By Toradex胡珊逢
Colibri iMX8X?计算机模块上的处理器具有?Cortex-A35?和?Cortex-M4F。在 ?A35?上运行?Linux?操作系统，?M4F?通常运行一个实时擦操作系统例如?FreeRTOS。NXP?的?MCUxpresso SDK?提供了??Cortex-M4F?例程，能够帮助用户进行开发。但在?MCUxpresso SDK?中只提供了少量的外设操作演示，本文将介绍如何修改配置文件，并调用?FreeRTOS API?创建一个?SPI?例程，驱动?SPI?接口的?OLED?屏幕。
首先从?NXP?网站下载?MCUxpresso SDK。根据所使用的模块，分别选择?Select Development Board → Processors → I.MX → 8QuadXPlus → MIMX8QXx → MIMX8QX5xxxDZ/MIMX8QX6xxxDZ，最后点击?Build MCUXpresso SDK?即可下载。
在?SDK?安装目录的?boards/mekmimx8qx/rtos_examples/?位置创建一个?freertos_lpspi?文件夹，里面工程文件可以从?freertos_lpuart?复制然后进行修改，我们也提供修改好的例程以便使用。主要修改的内容如下。
l?pin_mux.h
定义使用的引脚，包括输出调试信息的串口，LPSPI?以及两个?GPIO?用于?OLED?的复位和命令/数据选择。
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/* ADC_IN2 (coord V32), M40_UART0_RX */
#define BOARD_INITPINS_M40_UART0_RX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SCU_GPIO0_00 /*!< Pin function id */
/* ADC_IN3 (coord V30), M40_UART0_TX */
#define BOARD_INITPINS_M40_UART0_TX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SCU_GPIO0_01 /*!< Pin function id */
#define BOARD_INITPINS_SPI2_MOSI_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SDO
#define BOARD_INITPINS_SPI2_MISO_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SDI
#define BOARD_INITPINS_SPI2_CLK_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_SCK
#define BOARD_INITPINS_SPI2_CS0_PIN_FUNCTION_ID SC_P_SPI2_CS0
#define BOARD_INITPINS_BB_UART2_TX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_UART2_TX /* SODIMM21 GPIO1.IO23 OLED COMMAND/DATA SELECT*/
#define BOARD_INITPINS_BB_UART2_RX_PIN_FUNCTION_ID SC_P_UART2_RX /* SODIMM19 GPIO1.IO24 OLED RESET*/
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l?pin_mux.c
初始化上面定义的引脚，并配置复用关系。设置在BOARD_InitPins函数中完成。
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void BOARD_InitPins(sc_ipc_t ipc) /*!< Function assigned for the core: Cortex-M4F[m4] */
{
??sc_err_t err = SC_ERR_NONE;
??err = sc_pad_set_all(ipc, BOARD_INITPINS_M40_UART0_RX_PIN_FUNCTION_ID, 2U, SC_PAD_CONFIG_NORMAL, ????SC_PAD_ISO_OFF, 0x0 ,SC_PAD_WAKEUP_OFF);/* IOMUXD_ADC_IN2 register modification value */
??if (SC_ERR_NONE != err)
??{
????assert(false);
??}
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l?freertos_lpspi.c
这里包括了对LPSPI?的设置，以及通过?SPI?发送数据。
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sc_pm_set_resource_power_mode(ipc, SC_R_SPI_2, SC_PM_PW_MODE_ON)
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配置?LPSPI?的供电。
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sc_pm_clock_enable(ipc, SC_R_SPI_2, SC_PM_CLK_PER, true, 0);
if (CLOCK_SetIpFreq(kCLOCK_DMA_Lpspi2, SC_60MHZ) == 0)
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设置?LPSPI?时钟源。
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LPSPI_RTOS_Init(&handle, ADMA__LPSPI2, &lpspi_config, LPUART_CLK_FREQ)
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完成对?LPSPI?工作状态配置，包括?SPI?时钟频率、相位、采样点、帧长等，这些包含在?lpspi_config?结构体中。
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lpspi_master_config_t lpspi_config = {
.baudRate = 6000000,
.bitsPerFrame = 1024, /*!< Bits per frame, minimum 8, maximum 4096.*/
.cpol = kLPSPI_ClockPolarityActiveLow,
.cpha = kLPSPI_ClockPhaseSecondEdge,
.direction = kLPSPI_MsbFirst,
.pcsToSckDelayInNanoSec = 50,
.lastSckToPcsDelayInNanoSec = 50,
.betweenTransferDelayInNanoSec = 50,
.whichPcs = kLPSPI_Pcs0,
.pcsActiveHighOrLow = kLPSPI_PcsActiveLow,
.pinCfg = kLPSPI_SdiInSdoOut,
.dataOutConfig = kLpspiDataOutRetained,
};
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其中bitsPerFrame?是指?SPI?的帧长，根据?SPI?设备实际数据输入要求需要做相应的更改，通常指令和数据的长度是不一样。例如在这个例程里多次调用?LPSPI_RTOS_Init?函数对其进行调整。
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LPSPI_RTOS_TransferBlocking(&handle, &spi_data)
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该函数实现?SPI?数据发送。由于采用了阻塞的方式发送，需要等待数据传输完毕才推出函数。数据存储在?lpspi_transfer_t ?格式的结构体中。其中也包含了?SPI?一些配置，例如使用哪个?CS?片选，是否连续发送等。
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lpspi_transfer_t spi_data = {
.txData = send_buffer,
.rxData = recv_buffer,
.dataSize = sizeof(send_buffer),
.configFlags = kLPSPI_MasterPcs0 | kLPSPI_MasterPcsContinuous | kLPSPI_MasterByteSwap,
};
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上面?SPI?相关?API?主要来自?devices/MIMX8QX6/drivers/fsl_lpspi_freertos.c，fsl_lpspi.c。在默认的??fsl_lpspi_freertos.c?中只有非阻塞方式的?SPI?传输函数?LPSPI_RTOS_Transfer()。因此在这里我们新构建一个阻塞方式的函数?LPSPI_RTOS_TransferBlocking()。
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status_t LPSPI_RTOS_TransferBlocking(lpspi_rtos_handle_t *handle, lpspi_transfer_t *transfer)
{
??status_t status;
??status = LPSPI_MasterTransferBlocking(handle->base, transfer);
??if (status != kStatus_Success)
??{
????return status;
??}
??return status;
}
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在??fsl_lpspi_freertos.h?头文件中申明该函数。
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status_t LPSPI_RTOS_TransferBlocking(lpspi_rtos_handle_t *handle, lpspi_transfer_t *transfer);
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另外为了支持编译，在?devices/MIMX8QX6/drivers?目录中创建?driver_lpspi_freertos_MIMX8QX6.cmake?和?driver_lpspi_MIMX8QX6.cmake?两个文件。相应地在上面项目工程目录中的boards/mekmimx8qx/rtos_examples/freertos_lpspi/armgcc/CMakeLists.txt?中将?LPSPI?的驱动添加进来。
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# include modules
include(driver_clock_MIMX8QX6)
include(driver_lpspi_MIMX8QX6)
include(driver_lpspi_freertos_MIMX8QX6)
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到此我们已经完成?LPSPI?在?FreeRTOS?的配置以及创建一个工程项目来使用?LPSPI?发送数据。上面的操作涉及?SDK?中多处修改，为了方便用户测试，我们也提供经修改的整个SDK。
编译好后，在?U-Boot?中通过?tftp?下载?M4?固件并运行。
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Colibri iMX8X # ??print m4boot_test
m4boot_test=tftp ${loadaddr} m4_0.bin; dcache flush; bootaux ${loadaddr} 0
Colibri iMX8X # run m4boot_test
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OLED?屏幕显示如下。
总结
通过上面的内容介绍了如何在?M4?上使用默认例程之外的外设，SDK?中还提供了诸多外设的?FreeRTOS API。用户可以使用类似的方法进行开发。