快到离谱！？HPM6700/6400系列的MCU这才是我见过的GPIO翻转频...

鸣涧

快到离谱！？HPM6700/6400系列的MCU这才是我见过的GPIO翻转频率最高的MCU！

本期内容将由先楫技术官带您解锁如何利用HPM6700系列做到高达400Mhz的GPIO 翻转频率，往下翻即可了解详情！

---------  “ 解锁之旅 ” 由此开启 ---------

(本期测试开发板为：HPM6750EVK2)

1 GPIO模块特点简介

HPM6700/6400系列的MCU输入输出提供PA~PZ共8组最多195个GPIO功能复用引脚，每个GPIO都可以由2个GPIO控制器和2个快速GPIO控制器控制，由GPIO管理器GPIOM指定。提到的2 个快速 GPIO 控制器 FGPIO，作为处理器私有的 IO 快速访问接口，处理器因此可以零等待周期来访问FGPIO控制器。

2 GPIO控制器介绍

本节将介绍HPM6700/6400系列的通用输入输出控制器（General Purpose Input Output），GPIO 控制器包括：2 个 GPIO 控制器（GPIO0,GPIO1）， 2 个快速 GPIO 控制器（FGPIO0， FGPIO1） 。

2.1 通用GPIO控制器控制

GPIO 控制器与快速 GPIO 控制器功能基本相同，可以按照 IO 端口 Port 读取输入，配置IO作为输入或者输出，设置 IO 输出，或者同时把一个或者多个 IO 输出设置高，设置低或者翻转。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控制器属于处理器的私有外设，如图1所示，处理器因此可以零等待周期来访问FGPIO控制器。当IO由FGPIO控制时，IO最大翻转率可达CPU主频的一半，以HPM6750 CPU运行在816MHz为例，IO翻转频率可408MHz。

图 1. 系统架构框图

通过在程序中选用FGPIO0或者FGPIO1这两个控制器来控制IO，将IO配置为输出后，可以使用DO【TOGGLE】寄存器，令这个IO循环反复做一个翻转，部分代码如图2所示：将PD16配置完成。需要注意的是，在测试波形之前，需要在Project的选项中打开优化设置，如图3所示：将Optimization Level设定为Level 2 for speed。

图2. FGPIO控制IO翻转代码

图3. 开启优化

设定完成后，就可以使用示波器连接到此IO后，得到的波形如图4.1所示，测量峰-峰值，此时的频率为409.7MHz, 的确达到了CPU主频的一半。

图4. 1 FGPIO控制IO的翻转波形

由于FGPIO控制IO的情况下，IO的翻转频率为主频的一半，那么修改当前的主频频率，还可以测出其他几种频率的翻转波形，如图4.2与4.3所示，分别是200Mhz和100Mhz频率的翻转波形,它们对应的主频分别是400Mhz与200Mhz。

图4. 2  FGPIO控制IO下200mhz波形

图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时，也可以有5.8Mhz左右的翻转频率，图4.4为GPIO0控制IO时，用示波器抓取的波形。

图4.4  GPIO控制IO下的翻转波形

3 GPIO管理器GPIOM介绍

GPIO管理器是一个能为任一IO指定GPIO配置生效的模块，管理器的主要特点如下：

可以为IO分配指定的GPIO控制器，作为一个管理权限，可以从两个GPIO控制器和FGPIO控制器里任意选择。

可以配置IO输入是否对特定的GPIO控制器可见。

可以锁定一个IO的对应寄存器