GPIO相关知识

　　参考资料：

　　1. 维基百科GPIO

　　2. GPIO博客资料（一）

　　3. MMIO和PMIO

 

　　知识点：

　　● GPIO是General-purpose input/output的缩写，是一个在集成电路上的通用pin，它在运行时作为输入pin或输出pin受控于用户。GPIO没有预定义的目标（输入或输出），默认为未使用。

　　● GPIO的能力有：①GPIO pins可被配置为input或output（片选或时钟产生器）；②GPIO pins可被enabled或disabled；③Input值是可读的（比如 high=1，low=0）；④Ouput的值是可读写的；⑤Input的值通常被用作IRQs（比如唤醒时间）。GPIO pin的状态可以通过多种接口暴露给软件开发者，比如内存映射外设或特定I/O端口指令等。

　　● GPIO port是一组GPIO pins（比如8个GPIO pins），它们作为一个整体，按组接受控制。

　　● 在嵌入式系统中，对一些结构较简单的外设或电路，通常只要求一位，即开/关两种状态，就可以实现控制。显然，串口和并口在这里都不合适。因此，微控制器芯片一般都会提供一个“通用可编程I/O接口GPIO”。接口一般会有通用控制寄存器和通用数据寄存器，甚至会有上拉寄存器。有无GPIO接口是区别微处理器和微控制器的一个特征。

　　● Memory-mapped I/O(MMIO)和Port-mapped I/O(PMIO)是两种互补的方法，用以执行CPU和外设的I/O操作。

　　● MMIO使用对内存和I/O设备使用相同地址总线，内存和I/O设备寄存器被映射到地址值。因此，当CPU访问一个地址时，它可能是访问某一物理RAM，也可能是I/O设备的内存（寄存器）。因此，CPU访问内存的指令也可以被用来访问设备。I/O设备监视CPU地址总线并响应访问设备的地址，连接数据总线到期望的设备硬件寄存器中。一般情况下，I/O寄存器与内存是统一编址（可临时或永久）。

　　● PMIO使用特定的CPU指定来操作I/O，比如in和out指令。一般，I/O设备拥有独立的地址空间（相对于内存），通常用额外的“I/O”pin或者特定的I/O总线实现。

　　● 设备DMA不会受到CPU-to-device通信方式的影响，因为它绕过了CPU。

　　● 硬件中断是CPU和外设交互的另一种方式。它是以外设主动发起的，且每条中断线的每一位都有固定的含义，而上边的两个方法则是以CPU发起的。