GPIO

外设特性

• GPIO按照功能特性分为4组(Bank)

  • GPIOA: GPIO 00-21, 数字双向IO, 驱动能力 20mA, 耐压 IOVCC

  

  • GPIOB: GPIO 22-23, 数字双向IO, 驱动能力 8mA, 耐压 5V

  

  • GPIOC: GPIO 24-26, MIC ADC模拟IO，可复用为与GPIOA Bank同规格的数字双向IO

  • GPIOD: GPIO 27-28, PA功率IO, 驱动电压 5V。GPIOD可作为数字IO复用，但仅具备有限的功能。

GPIOA、GPIOB、GPIOC作为数字IO使用时都具备输入、输出、上拉、下拉能力，并支持输入、输出反向和出入环路功能。

备注

GPIOD Bank即GPIO27/28作为数字IO使用时，仅具备输出能力，不支持输入、上拉和下拉功能。 同样不支持需要满足数字输入端口前提条件的功能复用，如GPIO中断触发、作为外部时钟信号的输入端口等。 详情请参考 GPIO MFP信息 。

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外设使用

典型使用场景

GPIO管脚根据使用方式，可以划分为以下典型场景：

A. 作为常规数字端口

• 用户根据选择的GPIO端口号n，配置对应的 GPIO端口控制寄存器CTL[n] 。

• 若作为数字输入端口，需要开启该端口的输入功能(CTL[n].IE = 1)，用户程序可以通过读取 GPIO输入数据寄存器IN0 的对应数据位n，获取当前输入的数字电平值。

• 若作为数字输出端口，需要开启该端口的输出功能(CTL[n].OE = 1)，用户程序可以通过写入 GPIO输出数据寄存器OUT0 的对应数据位n，设置输出的数字电平值。

• 用户根据需要开启端口的上拉/下拉功能(CTL[n].PU/PD)。

• API链接：

  • gpio_init_pin()

  • gpio_deinit_pin()

  • gpio_read_pin_input()

  • gpio_set_pin_output()

  • gpio_reset_pin_output()

  • gpio_toggle_pin_output()

  • gpio_write_port_output()

  • gpio_read_port_input()

  • gpio_read_port_output()

SPV1x SoC支持选择最多4路GPIO数字输入端口开启电平信号触发中断的功能（上图所示）：

• 选择一路GPIO端口n，通过CTL[n].IE = 1将其配置为数字输入端口。

• 从 GPIO中断控制寄存器INTC[k] (k = 0~3)中选择一路，配置INTC[k].SOURCE = n。

• 通过INTC[k].EVENT，配置GPIO端口n触发GPIO中断的电平事件，如上升沿、下降沿和高低电平。

• 将 GPIO中断使能寄存器INTE0 中数据位k置位，选择INTC[k]对应通路，从而使能GPIO端口n的中断触发能力。

• GPIO中断处理函数为 gpio_irq_entry() ，该函数可通过 GPIO中断状态寄存器PD 数据位判断触发GPIO中断的已注册通路INTC[k]，从而判断其上选择的GPIO端口n。

• GPIO中断处理函数退出前，需要自行清除PD寄存器数据位k。

• API链接：

  • gpio_irq_attach_pin()

  • gpio_irq_detach_pin()

  • gpio_irq_enable()

  • gpio_irq_disable()

  • gpio_irq_get_flag()

  • gpio_irq_clear_flag()

B. 根据MFP映射为外设端口

详情请参考指定外设单元的使用指南。

C. 作为ADC的模拟输入端口

详情请参考 GPADC 章节内容。

D. 作为外部时钟源信号输入端口

• 用户从GPIO00-26中选择一路端口作为外部时钟源数字信号的输入口。

• 配置相应的CTL寄存器，开启常规数字IO输入功能(CTL.IE = 1)。

• 配置 GPIO外部时钟输入控制寄存器ECLK 中ECLK.SEL，选择相同的GPIO端口号。

• 配置ECLK.EN = 1，选通从选定端口进入的外部时钟信号输入。

详情请参考 时钟源 章节内容。

E. ONOFF特殊功能端口

详情请参考 ONOFF多功能单元 章节内容。

特殊预设场景

警告

以下描述为SPV1x SoC特定GPIO的预设功能，对SoC的正常上电引导、复位、器件供电、低功耗设计等方面有重大作用， 请在进行PCB方案设计前务必参考该部分信息。

GPIO端口	预设功能	注意事项
GPIO6	BROM升级请求引脚	电平敏感，BROM运行阶段程序开启上拉，应保持常态高电平。
GPIO10	NOR Flash SCK信号引脚	NOR Flash默认工作于Single/Dual SPI Mode，用户需保证NOR Flash HOLD管脚保持于高电平。
GPIO11	NOR Flash NSS信号引脚	此GPIO端口在低功耗休眠模式(Hibernate)下的电平受PMU_PWR_CTL寄存器控制(PMU_PWR_CTL.NORM_NORNSS_PU)
GPIO12	NOR Flash DAT0信号引脚
GPIO13	NOR Flash DAT1信号引脚
GPIO19	NOR Flash供电引脚(NORVCC)	上电默认输出IOVCC电平，此功能使能受PMU单元控制。可经由PMU关闭NORVCC功能后，通过用户程序进行GPIO19管脚的MFP复用。
GPIO20	复位开关引脚(Reset)	电平敏感，默认开启引脚上拉，此功能下应保持常态高电平。可由用户程序进行MFP复用。
GPIO24	MIC正极性输入引脚(MIC_INP)	可由用户程序进行MFP复用。
GPIO25	MIC负极性输入引脚(MIC_INN)	可由用户程序进行MFP复用。
GPIO26	麦克风供电引脚(VMIC)	可由用户程序进行MFP复用。
GPIO27	PA正极性输出引脚（PA_OUTP）	可由用户程序进行MFP复用。
GPIO28	PA负极性输出引脚（PA_OUTN）	可由用户程序进行MFP复用。

A. Boot ROM（BROM）升级请求引脚

SPV1x SoC的Boot ROM程序在SoC上电或复位时执行，流程中将检测GPIO6电平。若此时GPIO6处于低电平，则BROM执行用户程序升级。 反之，BROM尝试执行用户程序引导。

更多BROM相关信息请参考 Boot ROM (BROM) 章节内容。

B. NOR Flash供电引脚(NORVCC)

相关使用建议请阅读 针对低功耗场景优化的NOR Flash接入策略 章节内容。

C. 复位开关引脚（Reset）

GPIO20默认作为SoC复位(Reset)功能管脚使用，提供低电平触发的SoC复位功能，该功能由 GPIO复位功能控制寄存器PRSTN 进行配置。 PRSTN.PU默认开启，提供管脚上拉能力，保证GPIO20端口处于常态高电平。 用户程序可以自行清除PRSTN，关闭GPIO20的Reset功能，从而将其进行MFP复用。API链接：

• gpio_prstn_disable()

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注意事项

1. 只有GPIO00-26端口能够提供外部时钟信号输入能力，需要事先将所选端口配置为数字输入端口(CTL.IE = 1)。

2. 用户在使用GPIO20的常规IO功能或映射为MFP前，需要事先清除PRSTN，以关闭GPIO20预设的低电平Reset功能。 否则GPIO20端口电平可能触发系统复位。

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API说明

enum gpio_pin_t

GPIO端口号枚举

• GPIO_Pin_00 至 GPIO_Pin_28

enum gpio_pin_direction_t

GPIO端口输入/输出方向枚举

• GPIO_Floating：端口浮空

• GPIO_Digital_Output： 数字输出端口

• GPIO_Digital_Input： 数字输入端口

enum gpio_pin_pull_t

GPIO端口上/下拉选择枚举

• GPIO_Pull_None：无上拉/下拉

• GPIO_Pull_Up：开启上拉

• GPIO_Pull_Down：开启下拉

enum gpio_pin_irq_event_t

可触发GPIO中断的端口输入电平事件枚举

• GPIO_IRQ_Event_None：任何电平事件都不会触发中断

• GPIO_IRQ_Event_Rising_Edge：上升沿触发中断

• GPIO_IRQ_Event_Falling_Edge：下降沿触发中断

• GPIO_IRQ_Event_Both_Edges：双边沿触发中断

• GPIO_IRQ_Event_High_Level：高电平触发中断

• GPIO_IRQ_Event_Low_Level：低电平触发中断

void gpio_init_pin(gpio_pin_t pin, gpio_pin_direction_t direction, gpio_pin_pull_t pull)

对指定的GPIO端口进行常规数字IO功能(数字输入/数字输出)的初始化。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

• direction – GPIO端口输入/输出方向，通过枚举定义 gpio_pin_direction_t 选择。

• pull – GPIO端口上/下拉选择，通过枚举定义 gpio_pin_pull_t 选择。

返回

无

void gpio_deinit_pin(gpio_pin_t pin)

将指定的GPIO端口功能重置为浮空、无上/下拉状态。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

返回

无

int32_t gpio_read_pin_input(gpio_pin_t pin)

读取指定GPIO端口的数字输入电平。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

返回

该端口的当前数字输入电平值。

返回类型

int32

返回值

• 0 – 数字低电平

• 1 – 数字高电平

void gpio_set_pin_output(gpio_pin_t pin)

拉高指定GPIO端口的数字输出电平。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

返回

无

void gpio_reset_pin_output(gpio_pin_t pin)

拉低指定GPIO端口的数字输出电平。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

返回

无

void gpio_toggle_pin_output(gpio_pin_t pin)

翻转指定GPIO端口的数字输出电平。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

返回

无

void gpio_write_port_output(uint32_t val)

对GPIO端口输出寄存器进行整体写入。

参数

• val – 待输出电平，逐位对应于GPIO00-28。

返回

无

uint32_t gpio_read_port_input(void)

读取GPIO输入寄存器当前值。

返回

GPIO输入寄存器当前值。

返回类型

uint32

uint32_t gpio_read_port_output(void)

读取GPIO输出寄存器当前值。

返回

GPIO输出寄存器当前值。

返回类型

uint32

int32_t gpio_irq_attach_pin(gpio_pin_t pin, gpio_pin_irq_event_t event)

将指定GPIO端口的输入电平事件注册为GPIO中断源(之一)。

参数

• pin – GPIO端口号，通过枚举定义 gpio_pin_t 选择。

• event – 可触发中断的输入电平事件，通过枚举定义 gpio_pin_irq_event_t 选择。

返回

注册成功的GPIO中断控制通道号

返回类型

int32

返回值

• 0-3 – 注册成功，对应分配的GPIO中断控制通道号。

• -1 – 注册失败，当前没有闲置的GPIO中断控制通道可供注册。

void gpio_irq_detach_pin(int32_t channel)

重置指定GPIO中断控制通道的配置。

参数

• channel – 希望重置的GPIO中断控制通道号(0-3)。

返回

无

void gpio_irq_enable(int32_t channel)

使能指定GPIO中断控制通道。

参数

• channel – 待使能的GPIO中断控制通道号(0-3)。

返回

无

void gpio_irq_disable(int32_t channel)

失能指定GPIO中断控制通道。

参数

• channel – 待失能的GPIO中断控制通道号(0-3)。

返回

无

void gpio_irq_get_flag(int32_t channel)

查询指定GPIO中断控制通道的中断状态(Pending)。

参数

• channel – GPIO中断控制通道号(0-3)。

返回

中断状态。

返回类型

int32

返回值

• 0 – 该通道无待响应中断。

• 1 – 该通道中断待响应。

void gpio_irq_clear_flag(int32_t channel)

清除指定GPIO中断控制通道的中断状态(Pending)。

参数

• channel – GPIO中断控制通道号(0-3)。

返回

无

void gpio_prstn_enable()

开启GPIO20端口预设的硬件复位功能，设置上拉。

返回

无

void gpio_prstn_disable()

关闭GPIO20端口预设的硬件复位功能。

返回

无

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寄存器定义

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