2026年全國(guó)大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽報(bào)名已正式啟動(dòng)。本次瑞芯微&飛凌嵌入式賽題共設(shè)置了三個(gè)參賽平臺(tái)（ELF 2開(kāi)發(fā)板、ELF-RV1126B開(kāi)發(fā)板、ELF-RK3506開(kāi)發(fā)板）供選手選擇。為助力參賽隊(duì)伍更好地完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，本文將以RK3506平臺(tái)的復(fù)用GPIO為例，詳細(xì)講解從硬件查詢到軟件配置的完整實(shí)現(xiàn)流程。

1.引腳確認(rèn)

在開(kāi)始配置之前，首先需要了解ELF-RK3506開(kāi)發(fā)板的接口布局特點(diǎn)。ELF-RK3506開(kāi)發(fā)板配備兩組40Pin排針，其中一組兼容樹(shù)莓派40Pin接口，集成了I2C、SPI、UART等常用通信接口及多路GPIO；另一組則引出額外的IO排針，可復(fù)用為L(zhǎng)CD、DSMC等功能接口。

引腳選擇原則：進(jìn)行引腳復(fù)用時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇40Pin排針上的引腳，這類引腳位于開(kāi)發(fā)板標(biāo)準(zhǔn)排針接口，無(wú)需額外焊接，接線更加便捷。

1.1.查看引腳復(fù)用表

引腳復(fù)用表路徑：ELF-RK3506開(kāi)發(fā)板資料包\05-硬件資料\05-4管腳分配表

在引腳復(fù)用表中，通過(guò)查看Alt0~Alt8列可了解各引腳的可選功能；在Alt0列中所有GPIOn_xy的引腳都可以被復(fù)用成GPIO功能。遵循“優(yōu)先選用40Pin排針引腳”的布局原則，最終選定將連接器引腳號(hào)為86的引腳復(fù)用成GPIO0_A0功能。

1.2.匹配開(kāi)發(fā)板引腳

硬件原理圖路徑：ELF-RK3506開(kāi)發(fā)板資料包\05-硬件資料\05-0 PDF原理圖

從硬件原理圖可知，連接器86引腳號(hào)對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)板功能UART1_TX。

1.3.定位開(kāi)發(fā)板物理位置

核心板的功能引腳通過(guò)連接器傳輸?shù)降装澹旅嫘枰_認(rèn)目標(biāo)引腳在底板上的具體物理接口位置。

在原理圖中搜索UART1_TX網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)板P9排針的8引腳。

2.源碼適配

在完成硬件引腳確認(rèn)后，接下來(lái)需要進(jìn)行軟件層面的配置工作，主要包括設(shè)備樹(shù)中的IOMUX配置和設(shè)備節(jié)點(diǎn)配置。

2.1.IOMUX配置

如果引腳不進(jìn)行其他功能的復(fù)用，引腳默認(rèn)就是GPIO功能。

2.2.設(shè)備節(jié)點(diǎn)配置

連接器引腳號(hào)為86的引腳開(kāi)發(fā)板功能為UART1_TX，需要在設(shè)備樹(shù)中關(guān)閉UART1節(jié)點(diǎn)，關(guān)閉UART1功能之后默認(rèn)就是GPIO功能。

打開(kāi)kernel/arch/arm/boot/dts/elf-3506-common.dtsi，關(guān)閉UART1節(jié)點(diǎn)引用。

&uart1 { status = "disabled"; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&rm_io0_uart1_tx &rm_io1_uart1_rx>; };

2.3.編譯

配置完成后，需要重新編譯內(nèi)核以生成包含新配置的鏡像文件。

執(zhí)行編譯命令，生成內(nèi)核鏡像：

elf@ubuntu:~/work/ELF-RK3506-linux-source$./build.sh kernel

編譯完成后，將在kernel目錄下生成boot.img內(nèi)核鏡像文件。

3.燒錄與驗(yàn)證

編譯生成新的內(nèi)核鏡像后，下一步是將其燒錄到開(kāi)發(fā)板并進(jìn)行驗(yàn)證。

將kernel目錄下生成的boot.img內(nèi)核鏡像文件燒錄到開(kāi)發(fā)板。

開(kāi)發(fā)板啟動(dòng)后，/dev 目錄下UART1對(duì)應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)ttyS1已經(jīng)不存在。

4.功能測(cè)試

注意：GPIO引腳的電平范圍為0~3.3V，嚴(yán)禁對(duì)此引腳接入超過(guò)3.3V的電壓。

GPIO的命名規(guī)則為GPIOn_xy其中x的表現(xiàn)形式有ABCD四種。在GPIO計(jì)算編號(hào)的過(guò)程中，A對(duì)應(yīng)1，B對(duì)應(yīng)2，C對(duì)應(yīng)3，D對(duì)應(yīng)4。

計(jì)算公式為：

以GPIO1_D0為例，計(jì)算其GPIO編號(hào)。

GPIO0_A0=0×32+(1?1)×8+0=0

將GPIO引腳配置為輸出模式后，在完成相關(guān)設(shè)置操作后，可使用萬(wàn)用表測(cè)量該引腳的電壓狀態(tài)，以驗(yàn)證GPIO輸出模式是否配置成功。

root@elf3506-buildroot:~# echo 0 > /sys/class/gpio/export //系統(tǒng)需要導(dǎo)出控制的GPIO引腳編號(hào) root@elf3506-buildroot:~# echo out > /sys/class/gpio/gpio0/direction //設(shè)置為輸出 root@elf3506-buildroot:~# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio0/value //設(shè)置IO輸出高電平 root@elf3506-buildroot:~# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio0/value //設(shè)置IO輸出低電平 root@elf3506-buildroot:~# echo 0 > /sys/class/gpio/unexport //系統(tǒng)取消導(dǎo)出

將GPIO引腳配置為輸入模式后，通過(guò)向該引腳施加高電平或低電平信號(hào)，隨后可以使用cat命令讀取并查看該引腳的當(dāng)前電平狀態(tài)。

root@elf3506-buildroot:~# echo 0 > /sys/class/gpio/export //系統(tǒng)需要導(dǎo)出控制的GPIO引腳編號(hào) root@elf3506-buildroot:~# echo in > /sys/class/gpio/gpio0/direction //設(shè)置為輸出 root@elf3506-buildroot:~# cat /sys/class/gpio/gpio0/value //查看引腳狀態(tài) root@elf3506-buildroot:~# echo 0 > /sys/class/gpio/unexport //系統(tǒng)取消導(dǎo)出