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15.【NXP 号令者RT1052】开发——实战-XBAR

news 2025/11/12 6:20:45

15.【NXP 号令者RT1052】开发——实战-XBAR

上一章，我们介绍了如何使用 RT1052 的四定时器 QTMR4 的通道 3 来产生 PWM 输出，不过由于该 PWM 的输出脚，不在 LED 脚上，所以需要一根杜邦线来飞线。本章，我们介绍RT1052 的内部外设交错开关（XBAR），并通过其来将 QTMR4 通道 3 的 PWM 输出和 DS0 所在的 IO 口在芯片内部连接起来，这样我们就不需要使用杜邦线了。

15.1 XBAR 简介

XBAR 是 RT1052 芯片自带的内部外设交错开关矩阵，它可以将 RT1052 内部外设的输出（或 IO 口的输入）映射到另外一部分内部外设的输入（或 IO 口的输出）上，从而实现各种外设和 IO 之间的交错互联。
RT1052 内部总共有 3 个外设交错开关矩阵：XBAR1、XBAR2 和 XBAR3。其中，XBAR1（也称 XBARA1）有 88 路输入，132 路输出；XBAR2（也称 XBARB2）有 64 路输入（只有 58路有效），16 路输出；XBAR3（也称 XBARB3）同样有 64 路输入（只有 58 路有效），16 路输出。
在这里插入图片描述
从图中可以看出，XBAR 分为：XBAR1、XBAR2 和 XBAR3，其中 XBAR2 和 XBAR3 的输出经过 AOI1 和 AOI2 后，进入 XBAR1，最终才输出到各个外设/GPIO。因此，XBAR2 和XBAR3 必须搭配 AOI1 和 AOI2 以及 XBAR1 才可以正常使用。这里 AOI1 和 AOI2 是 RT1052内部的两个与或非模块，可以对 XBAR2 和 XBAR3 的输出做与或非处理后，输入到 XBAR1 的输入，再输出到各个外设和 GPIO。
图中，左侧信号是 XBAR 的输入信号，右侧是 XBAR 的输出信号。在图中列出来的这些外设就可以使用 XBAR 来做交错连接，比如：QTIM4 我们就可以使用 XBAR 来交错连接，从而改变 QTIM4 通道 3 的 PWM 输出 IO 口

在这里插入图片描述图中 XBAR_Inn（n=0~N-1）代表 XBAR 的 N 路输入信号，XBAR_OUTm（m=0~M-1）代表 XBAR 的 M 路输出信号；MUX 是复用选择器，用于在 N 路输入里面选 1 路，由 SELm 寄存器控制；CTRLm 则控制 XBAR_OUTm 的触发边沿以及中断/DMA 设置。注意，中断/DMA触发仅 XBAROUT0~ XBAROUT3 支持，其他输出通道不支持！
在这里插入图片描述
该表描述了 XBAR1_Inn（n=0~87）的 88 个输入通道所对应的输入信号源（指定输入），不过上表我们只列出了一部分内容，完整的映射关系，见《RT1050 参考手册》第 239 页 3.4 节，Table 3-3。如表所示：QTMR4 通道 3 的输出，就被指定在 XBAR1_IN39 上，如果我们设置 SELx选择 XBAR1 输入通道 39（XBAR1_IN39）其实就是选择 QTMR4 通道 3 的输出作为 XBAR1 的输入。
在这里插入图片描述
该表描述了 XBAR1_OUTm（m=0~131）的 132 个输出通道所对应的目标信号（指定输出），不过上表我们也只列出了一部分内容，完整的映射关系，见《RT1050 参考手册》第 246 页 3.3节，Table 3-6。如表所示：XBAR1_OUT17 就被指定到 IOMUX_XBAR_INOUT17 上。这里的 IOMUX_XBAR_INOUT17 是指 XBAR 的输入/输出通道 17（二选一），它可以通过IOMUX 的设置，映射到 XBAR1_INOUT17 复用功能上，最终使用：GPIO1_IO03、GPIO1_IO05、GPIO2_IO19 和 GPIO4_IO08 等（由 IOMUX 设置）作为 XBAR 的输入/输出使用。经过以上了解，我们可以得出 XBAR1 的特点如下：

  1. 支持 88 路输入和 132 路输出；
  2. 任意一路输出都可以独立选择 88 路输入里面的任意一路；
  3. 支持边沿检测，并可以触发中断/DMA（仅前 4 个输出通道支持）；
  4. 具有独立的选择设置寄存器（SELx/CTRLy，x=0~651，y=0/1）；
    注 1：这里的 SELx 寄存器每个控制 2 路输入，所以总共只要 66 个寄存器，就可以设置 132 路
    输入。
    本章，我们将使用 XBAR1 来实现把 QTMR4 通道 3 的输出，映射到 DS0（GPIO1_IO03）上，从而 QTMR4 通道 3 的 PWM 输出可以直接驱动板载的 DS0，而不需要通过杜邦线连接。经过前面的学习，我们知道 QTMR4 通道 3 是连接在 XBAR1_IN39 上面的，而 GPIO1_IO03则可以复用成 XBAR1_INOUT17，因此，我们只需要将 XBAR1 输出通道 17 的输入选择设置为XBAR1_IN39 即可实现这个功能。
    本章，我们需要用到 2 个寄存器：XBARAx_SEL8 和 IOMUXC_GPR_GPR6，接下来我们分别介绍这两个寄存器。

实验目标

将 QTMR4 通道 3 的输出通过 XBARA1 路由到 XBAR1_INOUT17，再映射到 GPIO1_IO03 (DS0)，实现 PWM 信号直接驱动 DS0，而无需杜邦线飞线。

配置步骤

1. 设置 GPIO1_IO03 复用功能

c

//GPIO_AD_B0_03 配置为 ALT1,即 XBAR1_INOUT17
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_B0_03_XBAR1_INOUT17,0);
2. 使能 XBARA1 时钟

c

CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Xbar1);

实际上 XBARA_Init() 内部已调用，无需重复。

3. 初始化 XBARA1

c

XBARA_Init(XBARA1); //初始化 XBARA1
4. 设置 IOMUXC_GPR_GPR6
  • 配置寄存器 IOMUXC_GPR_GPR6，将 IOMUXC_XBAR_DIR_SEL_17 位置 1。
  • 设置 XBAR_INOUT17 为输出模式。

5. 设置 XBARA1 信号连接

使用 XBARA_SetSignalsConnection 将 QTMR4 通道 3 输出连接到 XBAR1_INOUT17：

c

XBARA_SetSignalsConnection(XBARA1, kXBARA1_InputQtimer4Tmr3Output,kXBARA1_OutputIomuxXbarInout17);

参数说明

  • 输入信号枚举 (xbar_input_signal_t)
    • 包含 XBAR1、XBAR2、XBAR3 的输入通道定义，共 204 个通道。
    • 本例选择 kXBARA1_InputQtimer4Tmr3Output，即 QTMR4 通道 3 的输出。
  • 输出信号枚举 (xbar_output_signal_t)
    • 包含 XBAR1、XBAR2、XBAR3 的输出通道定义，共 163 个通道。
    • 本例选择 kXBARA1_OutputIomuxXbarInout17，即输出到 XBAR1_INOUT17。
      本例程我们要操作的是XBARA1。第二个参数看名字就知道是设置要连接的输入信号，参数类型为 xbar_input_signal_t，
      这是一个枚举类型，在文件 MIMXRT1052.h 中有如下定义：

输入信号枚举 (xbar_input_signal_t)

typedef enum _xbar_input_signal
{kXBARA1_InputLogicLow = 0|0x100U,   // LOGIC_LOW → XBARA1_IN0kXBARA1_InputLogicHigh = 1|0x100U,  // LOGIC_HIGH → XBARA1_IN1kXBARA1_InputIomuxXbarIn02 = 2|0x100U, // IOMUX_XBAR_IN02 → XBARA1_IN2...kXBARA1_InputAdcEtcXbar1Coco2 = 86|0x100U, // ADC_ETC_XBAR1_COCO2 → XBARA1_IN86kXBARA1_InputAdcEtcXbar1Coco3 = 87|0x100U, // ADC_ETC_XBAR1_COCO3 → XBARA1_IN87kXBARB2_InputLogicLow = 0|0x200U,   // LOGIC_LOW → XBARB2_IN0kXBARB2_InputLogicHigh = 1|0x200U,  // LOGIC_HIGH → XBARB2_IN1kXBARB2_InputRESERVED2 = 2|0x200U,  // 保留...kXBARB2_InputDmaDone6 = 56|0x200U,  // DMA_DONE6 → XBARB2_IN56kXBARB2_InputDmaDone7 = 57|0x200U,  // DMA_DONE7 → XBARB2_IN57kXBARB3_InputLogicLow = 0|0x300U,   // LOGIC_LOW → XBARB3_IN0kXBARB3_InputLogicHigh = 1|0x300U,  // LOGIC_HIGH → XBARB3_IN1kXBARB3_InputRESERVED2 = 2|0x300U,  // 保留...kXBARB3_InputDmaDone6 = 56|0x300U,  // DMA_DONE6 → XBARB3_IN56kXBARB3_InputDmaDone7 = 57|0x300U   // DMA_DONE7 → XBARB3_IN57
} xbar_input_signal_t;
  • 通道数量
    • XBARA1：0 ~ 87，共 88 个输入通道
    • XBARA2：0 ~ 57，共 58 个输入通道
    • XBARA3：0 ~ 57，共 58 个输入通道
    • 总计 204 个输入通道
  • 示例
kXBARA1_InputLogicHigh = 1|0x100U; // LOGIC_HIGH → XBARA1_IN1

表示 XBARA1 的输入通道 1（XBARA1_IN1），信号源为逻辑高电平。

  • 本例程选择
kXBARA1_InputQtimer4Tmr3Output

即 QTMR4 通道 3 的输出作为 XBARA1 的输入信号。

输出信号枚举 (xbar_output_signal_t)

typedef enum _xbar_output_signal
{//XBARA1_OUT0 → DMA_CH_MUX_REQ30kXBARA1_OutputDmaChMuxReq30 = 0|0x100U,//XBARA1_OUT1 → DMA_CH_MUX_REQ31kXBARA1_OutputDmaChMuxReq31 = 1|0x100U,//XBARA1_OUT2 → DMA_CH_MUX_REQ94kXBARA1_OutputDmaChMuxReq94 = 2|0x100U,… //省略部分定义//XBARA1_OUT129 → FLEXIO2_TRIGGER_IN0kXBARA1_OutputFlexio2TriggerIn0 = 129|0x100U,//XBARA1_OUT130 → FLEXIO2_TRIGGER_IN1kXBARA1_OutputFlexio2TriggerIn1 = 130|0x100U,kXBARB2_OutputAoi1In00 = 0|0x200U, //XBARB2_OUT0 AOI1_IN00kXBARB2_OutputAoi1In01 = 1|0x200U, //XBARB2_OUT1 AOI1_IN01… //省略部分定义kXBARB2_OutputAoi1In14 = 14|0x200U, //XBARB2_OUT14 AOI1_IN14kXBARB2_OutputAoi1In15 = 15|0x200U, //XBARB2_OUT15 AOI1_IN15kXBARB3_OutputAoi2In00 = 0|0x300U, //XBARB3_OUT0 AOI2_IN00kXBARB3_OutputAoi2In01 = 1|0x300U, //XBARB3_OUT1 AOI2_IN01… //省略部分定义kXBARB3_OutputAoi2In14 = 14|0x300U, //XBARB3_OUT14 AOI2_IN14kXBARB3_OutputAoi2In15 = 15|0x300U  //XBARB3_OUT15 AOI2_IN15
} xbar_output_signal_t;
  • 通道数量
    • XBARA1：0 ~ 130，共 131 个输出通道
    • XBARA2：0 ~ 15，共 16 个输出通道
    • XBARA3：0 ~ 15，共 16 个输出通道
    • 总计 163 个输出通道
  • 示例
kXBARA1_OutputFlexio2TriggerIn0 = 129|0x100U;

表示 XBARA1 的输出通道 129（XBARA1_OUT129），将输出到 FLEXIO2_TRIGGER_IN0。

  • 本例程选择
kXBARA1_OutputIomuxXbarInout17

即输出到 XBAR1_INOUT17。

信号连接代码

XBARA_SetSignalsConnection(XBARA1, kXBARA1_InputQtimer4Tmr3Output,kXBARA1_OutputIomuxXbarInout17);

15.2 硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

  1. 指示灯 DS0
  2. QTMR4 通道 3 定时器
    本章将通过 QTMR4 的通道 3 来控制 DS0 的亮灭，DS0 是连接到 GPIO1_IO03（P103）上的，这个前面已经有介绍了。而 QTMR4 通道 3 的输出默认是连接在 GPIO2_IO27（P227）上的。本来是需要一根杜邦线连接 GPIO2_IO27 和 GPIO1_IO03 的，但是经过我们 XBARA1 的配置，就可以把 QTMR4 通道 3 的输出直接映射到 GPIO1_IO03 上面了，不需要经过 GPIO2_IO27也无需使用杜邦线条线。

15.3 软件设计

本章，我们依旧是在前一章的基础上修改代码，先打开之前的工程，然后在 HARDWARE文件夹下新建 XBAR 文件夹。然后打开 USER 文件夹下的工程，新建一个 xbar.c 的文件和 xbar.h的头文件，保存在 XBAR 文件夹下，并将 XBAR 文件夹加入头文件包含路径
xbar.c

#include "xbar.h"
#include "lpuart.h"//设置XBARA1的信号连接关系
//input: XBARA_INn选择,低8位有效,范围:0~87,参见xbar_input_signal_t的枚举值.
//output: XBARA_OUTx编号,低8位有效,范围:0~130, 参见xbar_output_signal_t的枚举值.
//详细的对应表,见:<<RT1052英文参考手册>>Table 3-5 和 Table 3-6
void XBARA1_Signal_Set(xbar_input_signal_t input, xbar_output_signal_t output)
{u8 outx;outx=output&0XFF;									//得到真正的XBARA_OUT编号. if(outx>3&&outx<20)IOMUXC_GPR->GPR6|=1<<(12+outx);	//GPIO做输出,则设置对应的I0为输出模式XBARA_Init(XBARA1);                                 //初始化XBARA1XBARA_SetSignalsConnection(XBARA1,input,output);    //设置输入和输出连接
}

XBARA1_Signal_Set 函数，用于设置 XBAR1 的信号连接关系（映射关系），实际上就是设置 IOMUXC_GPR->GPR6 和 XBARA1->SELx 寄存器，该函数支持任意 XBARA1 通道的配置。
xbar.h

#ifndef _XBAR_H
#define _XBAR_H
#include "sys.h"void XBARA1_Signal_Set(xbar_input_signal_t input, xbar_output_signal_t output);
#endif

main.c

#include "sys.h"
#include "lpuart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "wdog.h"
#include "rtwdog.h"
#include "gptimer.h"
#include "pitimer.h"
#include "qtimer.h"
#include "pwm.h"
#include "xbar.h"int main(void)
{u8 key=0;MPU_Memory_Protection();    //初始化MPURT1052_Clock_Init();	    //配置系统时钟DELAY_Init(600);		    //延时函数初始化LPUART1_Init(115200);       //初始化串口1RT1052_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);//优先级分组4
#ifdef LED_DEBUGu8 led0sta=1,led1sta=1;     //LED0,LED1的当前状态LED_Init();				    //初始化LED
#endif
#ifdef KEY_DEBUGKEY_Init();                 //初始化KEY
#endif
#ifdef LPUART_DEBUGu8 len;					//接收数据长度u16 times=0;            //延时计数器LED0(0);					//先点亮红灯 
#endif
#ifdef EXTIX_DEBUGEXTIX_Init();			    //初始化外部中断
#endif
#ifdef WDOG_DEBUGWDOG1_Init(3,2);		    //初始化看门狗1,2秒溢出,提前1秒进入中断,方便喂狗LED0(0);               	    //先点亮LED灯delay_ms(300);				//延时300ms再初始化看门狗,LED0的变化"可见"
#endif
#ifdef RTWDOG_DEBUGLED_Init();				    //初始化LED KEY_Init();                 //初始化KEYdelay_ms(100);         	    //延时100ms再初始化看门狗,LED0的变化"可见"MYRTWDOG_Init(1,0,32768,0);	//初始化RT看门狗,1秒溢出,非窗口模式LED0(0);               	    //先点亮LED灯
#endif
#ifdef GPT1_DEBUGLED_Init();				    //初始化LED  KEY_Init();                 //初始化按键GPT1_Int_Init(3750-1,10000); //设置GPT1 0.5秒钟产生一次中断
#endif
#ifdef PIT_DEBUGLED_Init();				    //初始化LED  PIT_CH0_Int_Init(75000000/2);	//设置PIT 0.5秒钟产生一次中断
#endif
#ifdef QTMR_DEBUGKEY_Init();                 //初始化按键LED_Init();				            //初始化LEDQTMR1_CH0_Int_Init(15,46875);	//设置QTMR1 0.04秒钟产生一次中断
#endif
#ifdef QTMR_PWM_DEBUGu8 dir=1; u16 led1pwmval=0;    gpio_pin_config_t led_config;LED_Init();				    //初始化LED  KEY_Init();                 //初始化按键//初始化PWM，定时器时钟为：150/64=2.34375Mhz，设置频率为5Khz,50%占空比QTMR4_CH3_PWM_Init(14,5000,0);//设置P103为输入模式,防止干扰PWMled_config.direction=kGPIO_DigitalInput;	//输出led_config.interruptMode=kGPIO_NoIntmode;	//不使用中断功能led_config.outputLogic=0;					//默认高电平，LED灯关闭GPIO_PinInit(GPIO1,3,&led_config); 	        //初始化GPIO1_3
#endifu8 dir=1; u16 led1pwmval=0;  //初始化PWM，定时器时钟为：150/64=2.34375Mhz，设置频率为5Khz,50%占空比QTMR4_CH3_PWM_Init(14,5000,50); IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO_AD_B0_03_XBAR1_INOUT17,0);	//GPIO_AD_B0_03配置为ALT1,即XBAR1_INOUT17XBARA1_Signal_Set(kXBARA1_InputQtimer4Tmr3Output,kXBARA1_OutputIomuxXbarInout17);   //QTMR4_CH3输出到XBARA1_INOUT17上面.//即:通过GPIO_AD_B0_03(GPIO1_IO03)输出QMR4_CH3的波形.while(1){delay_ms(10);	 if(dir)led1pwmval++;else led1pwmval--;	 if(led1pwmval>=100)dir=0;if(led1pwmval==0)dir=1;	 QTMER4CH3_PWM_DutySet(14,5000,led1pwmval);
#ifdef QTMR_PWM_DEBUGdelay_ms(10);	 if(dir)led1pwmval++;else led1pwmval--;	 if(led1pwmval>=100)dir=0;if(led1pwmval==0)dir=1;	 QTMER4CH3_PWM_DutySet(14,5000,led1pwmval);
#endif
#ifdef QTMR_DEBUGLED0_Toggle;delay_ms(1000);
#endif
#ifdef PIT_DEBUGLED0_Toggle;delay_ms(1000);
#endif
#ifdef GPT1_DEBUGLED0_Toggle;delay_ms(1000);
#endif
#ifdef RTWDOG_DEBUGkey=KEY_Scan(0);if(key==WKUP_PRES)		//如果按键按下,则喂狗.{RTWDOG_Feed();} delay_ms(10);
#endif
#ifdef WDOG_DEBUGLED0(1);				//关闭DS0,如不复位,DS0将一直处于关闭状态.delay_ms(100);
#endif
#ifdef EXTIX_DEBUGprintf("Int example driver!\r\n");delay_ms(1000);
#endif
#ifdef KEY_DEBUGkey=KEY_Scan(0); 		    //得到键值if(key){	switch(key){				 case WKUP_PRES:	//控制LED0,LED1互斥点亮led1sta=!led1sta;led0sta=!led1sta;break;case KEY2_PRES:	//控制LED0翻转led0sta=!led0sta;break;case KEY1_PRES:	//控制LED1翻转	 led1sta=!led1sta;break;case KEY0_PRES:	//同时控制LED0,LED1翻转 led0sta=!led0sta;led1sta=!led1sta;break;}LED0(led0sta);		//控制LED0状态LED1(led1sta);		//控制LED1状态}else delay_ms(10);
#endif // KEY_DEBUG
#ifdef LPUART_DEBUGif(LPUART_RX_STA&0x8000){					   len=LPUART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度printf("\r\n发送的消息为:\r\n");LPUART_WriteBlocking(LPUART1,LPUART_RX_BUF,len);//发送接收到的数据printf("\r\n\r\n");//插入换行LPUART_RX_STA=0;}else{times++;if(times%5000==0){printf("\r\nALIENTEK RT1052开发板 串口实验\r\n");}if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束\r\n");  if(times%30==0)LED0_Toggle;//闪烁LED,提示系统正在运行.delay_ms(10);   }
#endif // LPUART_DEBUG}
}

编译，下载，结果与上一章结果相同。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结

XBAR 的实现与传统杜邦线连接相比，最大的区别在于信号的传输方式：使用杜邦线时，QTMR4 通道 3 的 PWM 输出需要通过外部飞线物理连接到 DS0 所在的 GPIO 引脚，容易造成布线复杂、可靠性下降；而通过 XBAR 配置，可以在芯片内部直接将 QTMR4 通道 3 的输出映射到 GPIO1_IO03，实现 PWM 信号的内部路由，无需额外硬件连接，既简化了电路，又提升了稳定性和可维护性。因此，XBAR 的优势在于 内部互联、灵活映射、减少外部连线，而杜邦线方式则是 物理跳线、依赖外部连接。
OK！谢谢大家！

http://www.dtcms.com/a/596920.html

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