快到離譜！？這才是我見(jiàn)過(guò)的GPIO翻轉(zhuǎn)頻率最高的MCU！

本期內(nèi)容將由先楫技術(shù)官帶您解鎖如何利用HPM6700系列做到高達(dá)400Mhz的GPIO 翻轉(zhuǎn)頻率，往下翻即可了解詳情！

--------- “解鎖之旅 ”由此開(kāi)啟 ---------

(本期測(cè)試開(kāi)發(fā)板為：HPM6750EVK2)

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GPIO模塊特點(diǎn)簡(jiǎn)介

HPM6700/6400系列的MCU輸入輸出提供PA~PZ共8組最多195個(gè)GPIO功能復(fù)用引腳，每個(gè)GPIO都可以由2個(gè)GPIO控制器和2個(gè)快速GPIO控制器控制，由GPIO管理器GPIOM指定。提到的2 個(gè)快速 GPIO 控制器 FGPIO，作為處理器私有的 IO 快速訪問(wèn)接口，處理器因此可以零等待周期來(lái)訪問(wèn)FGPIO控制器。

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GPIO控制器介紹

本節(jié)將介紹HPM6700/6400系列的通用輸入輸出控制器（General Purpose Input Output），GPIO 控制器包括：2 個(gè) GPIO 控制器（GPIO0,GPIO1）， 2 個(gè)快速 GPIO 控制器（FGPIO0， FGPIO1）。

2.1 通用GPIO控制器控制

GPIO 控制器與快速 GPIO 控制器功能基本相同，可以按照 IO 端口 Port 讀取輸入，配置IO作為輸入或者輸出，設(shè)置 IO 輸出，或者同時(shí)把一個(gè)或者多個(gè) IO 輸出設(shè)置高，設(shè)置低或者翻轉(zhuǎn)。GPIOx 和 FGPIOx 可以控制通用 IO（PA， PB， PC， PD， PE， PF）。

2.2 快速 GPIO 控制器

快速GPIO控制器屬于處理器的私有外設(shè)，如圖1所示，處理器因此可以零等待周期來(lái)訪問(wèn)FGPIO控制器。當(dāng)IO由FGPIO控制時(shí)，IO最大翻轉(zhuǎn)率可達(dá)CPU主頻的一半，以HPM6750 CPU運(yùn)行在816MHz為例，IO翻轉(zhuǎn)頻率可408MHz。

圖1. 系統(tǒng)架構(gòu)框圖

通過(guò)在程序中選用FGPIO0或者FGPIO1這兩個(gè)控制器來(lái)控制IO，將IO配置為輸出后，可以使用DO【TOGGLE】寄存器，令這個(gè)IO循環(huán)反復(fù)做一個(gè)翻轉(zhuǎn)，部分代碼如圖2所示：將PD16配置完成。需要注意的是，在測(cè)試波形之前，需要在Project的選項(xiàng)中打開(kāi)優(yōu)化設(shè)置，如圖3所示：將Optimization Level設(shè)定為L(zhǎng)evel 2 for speed。

圖2. FGPIO控制IO翻轉(zhuǎn)代碼

圖3. 開(kāi)啟優(yōu)化

設(shè)定完成后，就可以使用示波器連接到此IO后，得到的波形如圖4.1所示，測(cè)量峰-峰值，此時(shí)的頻率為409.7MHz, 的確達(dá)到了CPU主頻的一半。

圖4. 1 FGPIO控制IO的翻轉(zhuǎn)波形

由于FGPIO控制IO的情況下，IO的翻轉(zhuǎn)頻率為主頻的一半，那么修改當(dāng)前的主頻頻率，還可以測(cè)出其他幾種頻率的翻轉(zhuǎn)波形，如圖4.2與4.3所示，分別是200Mhz和100Mhz頻率的翻轉(zhuǎn)波形,它們對(duì)應(yīng)的主頻分別是400Mhz與200Mhz。

圖4. 2 FGPIO控制IO下200mhz波形

圖4. 3 FGPIO控制IO下100mhz波形

HPM6700/6400系列MCU中的普通GPIO控制器控制IO時(shí)，也可以有5.8Mhz左右的翻轉(zhuǎn)頻率，圖4.4為GPIO0控制IO時(shí)，用示波器抓取的波形。

圖4.4 GPIO控制IO下的翻轉(zhuǎn)波形

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GPIO管理器GPIOM介紹

GPIO管理器是一個(gè)能為任一IO指定GPIO配置生效的模塊，管理器的主要特點(diǎn)如下：

可以為IO分配指定的GPIO控制器，作為一個(gè)管理權(quán)限，可以從兩個(gè)GPIO控制器和FGPIO控制器里任意選擇。

可以配置IO輸入是否對(duì)特定的GPIO控制器可見(jiàn)。

可以鎖定一個(gè)IO的對(duì)應(yīng)寄存器