痞子衡嵌入式：對比i.MXRT與LPC在RTC外設GPREG寄存器使用上的異同

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　　你們好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給你們介紹的是對比i.MXRT與LPC在RTC外設GPREG寄存器使用上的異同。

　　本篇是 《在SBL項目實戰中妙用i.MXRT1xxx裏SystemReset不復位的GPR寄存器》 一文的延續，SBL 項目是爲 i.MXRT/LPC 系列設計的，上文只介紹了 i.MXRT1xxx 裏 SystemReset 不復位的 IOMUXC_SNVS_GPR 寄存器，咱們須要在 i.MXRTxxx 和 LPC 中也找出 SystemReset 不復位的通用寄存器。

　　咱們知道 i.MXRT1xxx 來自於 i.MX 應用處理器，而 i.MXRTxxx 來自於 LPC 微控制器，出身不一樣，使用上差別其實也不小。痞子衡在 i.MXRTxxx/LPC 參考手冊裏找了一圈，最終發現 RTC 外設裏的 GPREG 寄存器符合要求。今天痞子衡就以這個通用寄存器的使用爲例來展開聊一聊 i.MXRT1xxx/i.MXRTxxx/LPC 關於外設寄存器訪問設計上的異同：

1、回顧i.MXRT1xxx上的設計

　　在 《在SBL項目實戰中妙用i.MXRT1xxx裏SystemReset不復位的GPR寄存器》 一文裏咱們找到符合條件的寄存器有兩組，分別是 IOMUXC_SNVS_GPR 和 SNVS_LPGPR，文中最終選用了 IOMUXC_SNVS_GPR，在示例代碼裏是直接讀寫這個寄存器的，沒有任何多餘準備工做，甚至連 IOMUXC_SNVS_GPR 外設時鐘使能的操做都不用。

void gpr_rw_test(void)
{
    uint32_t flag = 0x5a;
    IOMUXC_SNVS_GPR->GPR0 = flag;
    flag = IOMUXC_SNVS_GPR->GPR0;  // flag 爲 0x5a
}

　　這跟 i.MXRT1xxx 系統設計有關，在 i.MXRT1xxx 裏 CCM 模塊負責全部其餘外設的時鐘開關控制（具體在 CCM->CCGRx 寄存器），下圖是 i.MXRT1052 裏 CCM->CCGRx 的默認值（復位後初值，包含軟/硬復位）：

　　每一個 CCM->CCGRx 包含 16 個 2bit 的 CGx 位，每一個 CGx 控制一個外設的時鐘開關，2bit 取值定義以下表所示。能夠看到大部分外設默認時鐘都是打開的（2'b11），僅有以下三個外設默認時鐘是關閉的（2'b00）：

CCM->CCGR2[CG12] - xbar2
CCM->CCGR2[CG11] - xbar1
CCM->CCGR3[CG2]  - semc

　　因此咱們能隨意讀寫 IOMUXC_SNVS_GPR 寄存器是由於以下時鐘控制位是默認打開的，若是將這個時鐘控制位設爲 2'b00，即關閉，會是什麼現象呢？痞子衡掛上 J-Link 作了個讀寫測試，發現時鐘不打開的狀況下，寄存器的值依舊可以被有效讀取，只是寄存器寫入操做是無效的（被系統直接忽略，就像寫操做沒發生同樣），這種體驗其實跟通常 MCU 外設寄存器讀寫設計不太同樣， i.MXRT1xxx 上對外設地址空間的訪問並無作 MCU 上常見的保護機制（即外設時鐘不使能的狀況下，外設寄存器的寫訪問應返回總線錯誤，讀訪問應返回總線錯誤或無效 0 值），而且復位後幾乎全部外設時鐘都是默認打開的。

CCM->CCGR3[CG15] - iomuxc_snvs_gpr

2、再看i.MXRTxxx上的設計

　　如今咱們看一下 i.MXRTxxx 上 SystemReset 不復位的通用寄存器 RTC->GPREGx，咱們在代碼裏嘗試直接寫這個寄存器，發現寫入操做不報錯也不生效，讀回來是默認值 0，看起來 i.MXRTxxx 上的這裏設計邏輯跟 i.MXRT1xxx 不同。

void gpreg_rw_test(void)
{
    uint32_t flag = 0x5a;
    RTC->GPREG[0] = flag;
    flag = RTC->GPREG[0];  // flag 爲 0
}

　　咱們知道 i.MXRTxxx 裏 CLKCTLx 模塊負責全部其餘外設的時鐘開關控制（具體在 CLKCTLx->PSCCTLx 寄存器），下圖是 i.MXRT685 裏 CLKCTLx->PSCCTLx 的默認值（復位後初值，包含軟/硬復位）：

　　每一個 CLKCTLx->PSCCTLx 包含 32 個 1bit 的 xxxPeripheral_CLK 位，每一個 xxxPeripheral_CLK 控制一個外設的時鐘開關，0 表示關閉，1 表示打開。能夠看到大部分外設默認時鐘都是關閉的，僅有 BootROM 默認時鐘是開啓的：

CLKCTL0->PSCCTL0[ROM_CTL_128KB] - Boot ROM

　　由於 GPREGx 是 RTC 外設裏的一部分，那咱們試着先將 RTC 外設時鐘打開，而後再寫入 GPREG 寄存器，發現仍是不行，後來查閱 RTC 章節，發現還須要將 RTC->CTRL[SWRESET] 位清零才能夠（不然 RTC 模塊一直處於復位狀態），掛上 J-Link 作個讀寫測試，打開外設時鐘後能夠正常作寫寄存器操做，關閉時鐘後依舊可以有效讀取寄存器。總結一下，i.MXRTxxx 上也沒有對外設地址空間的訪問作 MCU 上常見的保護機制，因此本質上它和 i.MXRT1xxx 同樣，只是不像 i.MXRT1xxx 那樣復位後默認打開幾乎全部外設時鐘。

void gpreg_rw_test(void)
{
    // 準備工做
    CLKCTL1->PSCCTL2_SET = (1UL << CLKCTL1_PSCCTL2_SET_RTC_LITE_CLK_SET_SHIFT);  // 或 CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Rtc);
    RTC->CTRL &= ~RTC_CTRL_SWRESET_MASK;
    // 原代碼
    uint32_t flag = 0x5a;
    RTC->GPREG[0] = flag;
    flag = RTC->GPREG[0];  // flag 爲 0x5a
}

3、對比LPC上的設計

　　最後咱們看一下 LPC 上 SystemReset 不復位的通用寄存器 RTC->GPREGx，從 RTC 模塊寄存器定義上來看，它和 i.MXRTxxx 裏的 RTC 如出一轍，是的，說 i.MXRTxxx 來自於 LPC 沒有絲毫誇張，它們就是一個平臺的產物。咱們在代碼裏嘗試直接寫這個寄存器，發現讀寫操做都會直接發生系統錯誤，在線調試沒法繼續進行。

void gpreg_rw_test(void)
{
    uint32_t flag = 0x5a;
    RTC->GPREG[0] = flag; // 系統錯誤，調試沒法進行
    flag = RTC->GPREG[0];
}

　　咱們知道 LPC 裏 SYSCON 模塊負責全部其餘外設的時鐘開關控制（具體在 SYSCON->AHBCLKCTRLx 寄存器），下圖是 LPC55S69 裏 SYSCON->AHBCLKCTRLx 的默認值（復位後初值，包含軟/硬復位）：

　　每一個 SYSCON->AHBCLKCTRLx 包含 32 個 1bit 的 xxxPeripheral 位，每一個 xxxPeripheral 控制一個外設的時鐘開關，0 表示關閉，1 表示打開。能夠看到大部分外設默認時鐘都是關閉的，僅有 Flash/FMC 默認時鐘是開啓的：

SYSCON->AHBCLKCTRL0[FLASH] - Flash 存儲器
SYSCON->AHBCLKCTRL0[FMC]   - FMC 控制器

　　至於操做 RTC->GPREGx 前準備工做，與 i.MXRTxxx 上是一致的，這裏不予贅述。如今咱們發現 LPC 上才真正對外設地址空間的訪問作了 MCU 上常見的保護機制（即外設時鐘不使能的狀況下，外設寄存器的寫訪問應返回總線錯誤，讀訪問應返回總線錯誤），它纔是典型的 MCU 產物， 而 i.MXRT 其實更偏向 MPU 設計風格。

void gpreg_rw_test(void)
{
    // 準備工做
    SYSCON->AHBCLKCTRLSET[0] = (1UL << SYSCON_AHBCLKCTRL0_RTC_SHIFT);  // 或 CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Rtc);
    RTC->CTRL &= ~RTC_CTRL_SWRESET_MASK;
    // 原代碼
    uint32_t flag = 0x5a;
    RTC->GPREG[0] = flag;
    flag = RTC->GPREG[0];  // flag 爲 0x5a
}

　　至此，對比i.MXRT與LPC在RTC外設GPREG寄存器使用上的異同痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裏~~~

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