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七、系统使用说明

7.1 使用 GPIO

EA65xx 芯片支持三组 GPIO，分别命名为 SAP GPIO、CPU GPIO 和 RTC GPIO。在每个 GPIO 组内对信号从 0 开始编址，称为物理编号，此外，软件还对全部 GPIO 信号做了统一编址，称为逻辑编号，其编号规则是：

GPIO 逻辑编号 = GPIO 所属组 BASE 号 + 组内物理编号

其中，三个组的 BASE 号分别为 0、200、400。BASE 号的来源是根据 GPIO 组的命名和系统设计而定，以确保逻辑编号的唯一性和可识别性。于是，根据上述规则，GPIO 与 Linux 设备节点的对应关系如下表所示：

GPIO 组别	Linux 设备节点	物理编号范围	逻辑编号范围
SAP GPIO	/sys/class/gpio/gpiochip0/	0 到 33	0 到 33
CPU GPIO	/sys/class/gpio/gpiochip200/	0 到 142	200 到 342
RTC GPIO	/sys/class/gpio/gpiochip400/	0 到 7	400 到 407

以 GPIO29 为例，它属于 SAP 组的原因是其逻辑编号为 29，根据逻辑编号计算规则，29 落在 SAP 组的逻辑编号范围内（0 到 33）。要正确判断 GPIO 的归属，可以根据其逻辑编号与上述表格中的逻辑编号范围进行匹配，可以通过以下命令进行操作：

导出 GPIO：将 GPIO 节点导出到 /sys/class/gpio/export。

echo 29 > /sys/class/gpio/export

设置 GPIO 方向：设置为输入或输出。

echo out > /sys/class/gpio/gpio29/direction

读写 GPIO 值

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio29/value  # 设置为高电平
cat /sys/class/gpio/gpio29/value       # 读取当前值

7.2 使用 UART

EM20-DK 开发板提供了 12 组 UART，其中，EM20-DK 对外支持 UART0 已用作 bootloader 和 Linux 的 console 端口； UART5 用户可看情况配置使用。其他 UART 的可用性取决于具体的硬件设计和配置。用户可以通过以下命令测试 UART 通信：

root@taco-dk:~# echo "Hello World" > /dev/ttyPS0
Hello World

ttyPS0 为相应的 UART 设备文件，有 ttyPS0、ttyPS1、ttyPS2 等。如果 UART 不可用，可能是因为硬件设计或配置问题。

以下是一个示例代码，展示如何配置和使用 UART：

int set_interface_attribs(int fd, int speed, int hwfc) {
    struct termios tty;
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        return -1;
    }

    cfsetospeed(&tty, speed);
    cfsetispeed(&tty, speed);

    tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8;
    tty.c_iflag &= ~IGNBRK;
    tty.c_lflag = 0;
    tty.c_oflag = 0;
    tty.c_cc[VMIN]  = 0;
    tty.c_cc[VTIME] = 5;

    tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    tty.c_cflag &= ~(PARENB | PARODD);
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
    if (hwfc) {
        tty.c_cflag |= CRTSCTS; // Enable hardware flow control
    } else {
        tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    }

    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {
        perror("tcsetattr");
        return -1;
    }
    return 0;
}

void set_blocking(int fd, int should_block) {
    struct termios tty;
    memset(&tty, 0, sizeof tty);
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        perror("tcgetattr");
        return;
    }

    tty.c_cc[VMIN]  = should_block ? 1 : 0;
    tty.c_cc[VTIME] = 5;

    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0)
        perror("tcsetattr");
}

int rs485_send_test() {
    int fd = open(rs485_port.c_str(), O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        perror("open RS485 port failed");
        return -1;
    }

    if (set_interface_attribs(fd, rs485_baudrate, 0) != 0) {
        close(fd);
        return -1;
    }
    set_blocking(fd, 0);

    std::string full_data = rs485_test_data + "\r\n";
    int ret = write(fd, full_data.c_str(), full_data.length());
    if (ret < 0) {
        perror("RS485 write failed");
        close(fd);
        return -1;
    }
    DEBUG_INFO("Sent %d bytes: %s", ret, full_data.c_str());

    close(fd);
    return 0;
}

功能说明：

set_interface_attrs 函数用于配置 UART 接口属性，如波特率、数据位、停止位、校验位等。
set_blocking 函数用于设置 UART 接口的阻塞模式。
rs485_send_test 函数用于打开指定的 UART 端口，配置其属性，并通过该端口发送数据。

通过上述代码，用户可以配置 UART 接口并通过该接口发送数据。具体配置和功能取决于实际的硬件设计和需求。

7.3 使用 I2C

提供了 8 路 I2C，可以使用标准的 I2C tools 和 API 操作。

i2cdetect 命令输出已安装 I2C 总线的列表:

root@taco-dk:~# i2cdetect -l
i2c-0   i2c             Cadence I2C at d2400000               I2C adapter
i2c-1   i2c             Cadence I2C at d2401000               I2C adapter
i2c-2   i2c             Cadence I2C at c2401000               I2C adapter

i2cset 配置 I2C 外设

i2cset -f -y $I2C_BUS $I2C_ADDR $reg $value

i2cget 获取 I2C 外设的值

i2cget -f -y $I2C_BUS $I2C_ADDR $reg w

参数解释：

$I2C_BUS：I2C 总线号。
$I2C_ADDR：I2C 设备的地址。
$reg：寄存器地址。
$value：要写入的值。

以下为一个示例，展示如何使用 i2cset 和 i2cget 命令：

# 设置 I2C 设备寄存器值
i2cset -f -y 1 0x50 0x00 0x01

# 获取 I2C 设备寄存器值
i2cget -f -y 1 0x50 0x00

7.4 使用 PWM

PWM（脉冲宽度调制）是一种常用的信号生成技术，用于控制模拟信号的占空比。操作 PWM 的示例如下：

启用 PWM：

echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/export

每个 PWM 通道下有以下文件：

period：设置 PWM 周期，单位为纳秒（ns）。
duty_cycle：设置 PWM 占空比。
enable：启用或禁用 PWM 通道。

配置 PWM：

echo 1000 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/period           # 设置 PWM 周期为 1ms
echo 500 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/duty_cycle        # 设置 PWM 占空比

这表明设置 PWM0 的周期为 1ms，占空比为 50%。

使能 PWM：

echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/enable

在我们的参考底板上，这个 PWM 输出被用作风扇调速，Linux 的 thermal 框架会自动根据芯片温度调整风扇转速。所以用户会在第一步 export 时看到 Device or resource busy 错误，需要修改设备树把对应的 pwmfan 节点 disable 掉后才能自由使用：

fan0: fan {
    compatible = "pwm-fan";
    pwms = <&sappwm0 0 10000 0>;
    cooling-levels = <255 192 128 64 1>;
    #cooling-cells = <2>;
};

7.5 查询硬件温度

使用命令 cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp 获取 SoC 芯片温度。该命令返回的温度数值单位为毫摄氏度（mC）。

root@taco-dk:~# cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
26816

上述命令返回的数值 26816 表示芯片温度为 26.816°C。

使用命令 cat /sys/class/thermal/thermal_zone1/temp 获取核心板温度。该命令返回的温度数值单位同样为毫摄氏度（mC）。

root@taco-dk:~# cat /sys/class/thermal/thermal_zone1/temp
30250

7.6 查询内存信息

EM20-DK 板载了 14GB DDR，可以分为三类：

OS 管理的部分，即可以用 malloc、kmalloc 等常规 API 分配出来使用。

root@taco-mes20:~# free -h
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           9.6Gi       268Mi       9.3Gi       1.1Mi       121Mi       9.4Gi
Swap:             0B          0B          0B

taco-sys 管理的部分，预留给 NPU、VENC、VDEC 使用，需要使用 libtacosys.so 库接口使用，可通过启动介质中 bootfs 分区里 config.txt 配置（默认值是8G），可以按需修改:

##########           Memory Configuration           ##########
# Uncomment this to set tacosys memory address to 0x140000000,
# and size to 0x80000000 bytes (2GiB)
# tacosys_mem_addr=0x140000000
# tacosys_mem_size=0x80000000

下面是一些使用 libtacosys 接口的实例代码，调用 npu_usage_t 和 cpu_usage_t 结构体来获取使用情况：

    taco_npu_usage_t npu_usage = {0};
    if (taco_sys_get_npu_usage(&npu_usage) == TACO_SUCCESS) {
        printf("NPU Usage: %d%%\n", npu_usage.npu_usage);
    } else {
        printf("Failed to get NPU usage\n");
    }

    taco_cpu_usage_t cpu_usage = {0};
    if (taco_sys_get_cpu_usage(&cpu_usage) == TACO_SUCCESS) {
        printf("Total CPU Usage: %d%%\n", cpu_usage.total_cpu_usage);
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            printf("CPU%d Usage: %d%%\n", i, cpu_usage.cpu_usage[i]);
        }
    } else {
        printf("Failed to get CPU usage\n");
    }

NPU 管理的部分，专门预留给 NPU（下面所示是注释掉的默认值），可以按需修改：

# Uncomment this to set npu memory address to 0x1c0000000,
# and size to 0x280000000 bytes (10GiB)
# npu_mem_addr=0x1c0000000
# npu_mem_size=0x280000000

这些命令将显示 tacosys 和 NPU 内存的实际分配情况。要验证配置是否生效，可以通过重启设备并再次检查这些文件的内容。

7.1 使用 GPIO​

7.2 使用 UART​

7.3 使用 I2C​

7.4 使用 PWM​

7.5 查询硬件温度​

7.6 查询内存信息​