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王艳

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NK-980IOT外部总线接口EBI测评介绍

简介

nuc980配有外部总线接口(EBI),供外部设备使用。EBI支持地址总线和数据总线独立模式和复用模式,地址总线最大支持1MB地址空间,数据总线最大支持16bit宽度;EBI支持3路片选信号,可直连三个外部设备,并且3个片选信号可以单独设置读写时序。

功能模块的硬件介绍

官方手册介绍

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从NK-980iot开发板的原理图上可以看到,EBI总线的部分信号引出到了CON11上,信号包括,地址总线ADDR[810]、数据总线DATA[015]、片选nCS0、读使能nRE、写使能nWE。

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功能模块的使用说明

硬件环境

NK-980Iot开发板(为了方便测试,需要给CON11焊接2.54mm双排针)
两个USB数据线(一条接VCOM,另一条接USB0)
saleae logic逻辑分析仪(若干测试线),CH07对接EBI_DATA07、CH8对接EBI_nWE、CH15对接EBI_nRE、CH10对接EBI_nCS0、CH1113对接EBI_ADDR810

软件环境
RT-Thread Studio
NuWriter
SecureCRT

模块功能的测试演示

在RT-Thread Studio环境中,基于NK-980IOT开发板创建项目;项目创建完成后,在文件中,增加ebi总线的相关初始化代码,初始化内容包含HCLK时钟、ebi模块时钟使能以及ebi总线IO复用功能配置,如下:

2.jpg

然后将nu_pin_ebi_init()函数增加到nu_pin_init()函数中。

创建文件,实现ebi总线测试的read和write函数,并添加到msh命令中,代码如下:

/************************************************************************//

[url=home.php?mod=space&uid=855824]@copyright[/url] (C) 2019 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.

SPDX-License-Identifier: Apache-2.0

Change Logs:
Date Author Notes
2022-03-26 yzh First version

******************************************************************************/
#include <rtconfig.h>
#include <rtdevice.h>
#include <nu_ebi.h>
#include <stdio.h>
static void ebi_open(void)
{
EBI_Open(EBI_BANK0,EBI_BUSWIDTH_8BIT,EBI_TIMING_NORMAL,EBI_OPMODE_NORMAL,EBI_CS_ACTIVE_LOW);/初始化ebi总线cs0/
EBI_SetBusTiming(EBI_BANK0,0x03003318U,EBI_MCLKDIV_128);/*TAHD=3,TACC=3*/
}
static void ebi_close(void)
{
EBI_Close(EBI_BANK0);/*关闭ebi总线cs0*/
}
static void ebi_read(int argc, char**argv)
{
uint32_t addr;
uint8_t bus_val;
sscanf(argv[1],"0x%x",&addr);
if(addr < 0x60000000 || addr > 0x600fffff)
{
rt_kprintf("%s@nk980iot: illegal address.\n",argv[0],addr);
return;
}
ebi_open();
bus_val = *((volatile uint8_t *)addr);
ebi_close();
rt_kprintf("%s@nk980iot: addr - 0x%x, data - 0x%x\n",argv[0],addr,bus_val);
}
MSH_CMD_EXPORT(ebi_read, ebi_read sample: ebi_read <Hex_addr>);
static void ebi_write(int argc, char**argv)
{
uint32_t addr;
uint32_t bus_val;
/*
for(int i; i<argc; i++)
{
rt_kprintf("argc:%d, argv:%s\n",i,argv[i]);
}
*/
sscanf(argv[1],"0x%x",&addr);
if(addr < 0x60000000 || addr > 0x600fffff)
{
rt_kprintf("%s@nk980iot: illegal address.\n",argv[0],addr);
return;
}
sscanf(argv[2],"0x%x",&bus_val);
ebi_open();
*((volatile uint8_t *)addr) = (uint8_t)bus_val;
ebi_close();
rt_kprintf("%s@nk980iot: addr - 0x%x, data - 0x%x\n",argv[0],addr,bus_val);
}
MSH_CMD_EXPORT(ebi_write, ebi_write sample: ebi_write <Hex_addr Hex_data>);

在RT-Thread Studio环境中构建成功后,使用NuWriter将可程序文件“rtthread.bin”下载到开发板上。

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程序文件和开发板连线准备完毕,打开SecureCRT,执行下载程序步骤,系统启动成功,可以看到在Finsh控制台已经增加了ebi读写命令。

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读功能测试

首先,将EBI_DATA1信号连接至VDD33信号上(其他信号连接逻辑分析仪默认低电平),这样8位数据总线上的数据为0x02;
再根据芯片手册定义CS0地址空间为0x600000000x600FFFFF,并且地址总线使用了EBI_ADDR810,因此使用0x60000500(bit8~10为b101)作为读写测试地址;
在Finsh控制台上输入,可以看到返回了0x02,证明EBI读数据功能成功;

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分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形如下,

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从逻辑分析仪上捕捉到的读操作波形上可以看到,CH1-DATA1为高电平,其余DATA信号为低电平,正确;CH1113对接ADDR810信号为b101,正确。

读时序分析

进行时序分析前,我们先根据官方手册的时序图和ebi初始化配置来计算理论的时间参数;

1)tASU(nCS active to nRE active),芯片固定为1MCLK,根据初始化配置MCLK = HCLK / DIV = 150M /128,因此tASU = 0.853us;
2)tACC(nRE active width),根据初始化配置为4MCLK,因此tACC = 3.413us;
3)tAHD(nRE deactive to nCS deactive),根据初始化配置为4MCLK,因此tAHD = 3.413us;

接着分析逻辑分析仪上捕捉到的读操作波形,首先在nCS的下降沿,地址总线同时输出;nCS下降沿后经过0.875us(tASU),nRE出现下降沿;nRE低电平状态持续
3.375us(tACC);nRE出现上升沿后经过3.438us(tAHD),nCS出现上升沿。

综上分析,测试EBI总线读时序基本和官方手册描述一致(逻辑分析仪由于采样频率不够导致时间有一定的误差)。

写功能测试

在Finsh控制台上输入,

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分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形如下,

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从逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形上可以看到,在nWE上升沿时刻,数据总线CH07-DATA07为b01010101(0x55),正确;CH1113对接ADDR810信号为b101,正确。

写时序分析

进行时序分析前,我们先根据官方手册的时序图和ebi初始化配置来计算理论的时间参数;

1)tASU(nCS active to nWE active),芯片固定为1MCLK,根据初始化配置MCLK = HCLK / DIV = 150M /128,因此tASU = 0.853us;
2)tACC(nWE active width),根据初始化配置为4MCLK,因此tACC = 3.413us;
3)tAHD(nWE deactive to nCS deactive),根据初始化配置为4MCLK,因此tAHD = 3.413us;

接着分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形,首先在nCS的下降沿,地址总线同时输出;nCS下降沿后经过0.875us(tASU),nWE出现下降沿;nWE低电平状态持续
3.375us(tACC);nWE出现上升沿后经过3.438us(tAHD),nCS出现上升沿。

综上分析,测试EBI总线写时序基本和官方手册描述一致(逻辑分析仪由于采样频率不够导致时间有一定的误差)。

心得体会

nuc980的EBI模块对比nuc970,优点是EBI模块配置功能简化,时序简明;缺点是模块功能阉割,片选信号减少,时序可配性降低。

原作者:啊华田

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