소개

지난번 L치카를 했으므로 이번에는 UART를 해보겠습니다.

UART 정보

BCM2837에는 다음 두 가지 UART가 있습니다.

UART1: Mini UART

UART0: PL011

예제와 같이 다음 데이터 시트 문서 참조.
BCM2837 ARM Peripherals

이번에는 간단한 "Mini UART"를 사용합니다.

사용할 레지스터

이번에는 MU_IO 와 MU_LSR 를 사용합니다.

MU_IO

MU_IO는 송신 FIFO에 데이터를 추가하거나 수신 FIFO에서 데이터를 검색하는 데 사용됩니다.

자세한 내용은 문서 11페이지에 나와 있습니다.
BCM2835의 데이터 그대로이므로 0x7E215040는 0x3F215040로 읽어보십시오.

MU_LSR

MU_LSR (Line Status Register)는 UART의 송수신 FIFO 상태 확인에 사용됩니다.

자세한 내용은 문서 15페이지에 나와 있습니다.
BCM2835의 데이터 그대로이므로 0x7E215054는 0x3F215054로 읽어보십시오.

이번은 송신만으로, 송신 FIFO의 상태를 확인하는 것만으로 좋으므로, 5 비트째의 Transmitter empty 와 6 비트째의 Transmitter idle 를 확인합니다.

5 비트째의 Transmitter empty 는 송신 FIFO 가 적어도 1 바이트를 받아들일 수 있는 경우에 세트된다.

6 비트째의 Transmitter idle는 송신 FIFO가 비어 있고 Transmitter가 유휴 상태일 때 설정된다.

설정 파일

UART를 사용하기 위해 "config.txt"에 UART 활성화 설정을 추가합니다.

config.txt

# ARMコアをAArch64で起動させる
arm_control=0x200

# UART有効化
enable_uart=1

UART 프로그램

// RaspberryPi3 Memory Mapped I/O Base Address
#define MMIO_BASE 0x3F000000

// Memory Mapped I/O
#define IOREG(X)  (*(volatile unsigned int *) (X))

// UART
#define MU_IO           IOREG(MMIO_BASE + 0x00215040)
#define MU_LSR          IOREG(MMIO_BASE + 0x00215054)
#define MU_LSR_TX_IDLE  (1U << 6)
#define MU_LSR_TX_EMPTY (1U << 5)

///
// UART Function

// 文字
void put_char(unsigned char ch){
    // UARTの送信FIFOの状態を確認
    while (!(MU_LSR & MU_LSR_TX_IDLE) && !(MU_LSR & MU_LSR_TX_EMPTY)){
        asm volatile("nop");
    }
    // UARTの送信FIFOへ1バイト追加
    MU_IO = ch;
}

// 文字列
void put_str(char *str){
    while(*str != '\0'){
        put_char(*str++);
    }
}

// 16進数
void put_hex(unsigned long long num){
    int      n    = 0;
    unsigned long long base = 16;
    unsigned long long d    = 1;
    char buf[32], *bf;

    bf = buf;

    // 先頭に"0x"を付ける
    *bf++ = '0';
    *bf++ = 'x';

    while(num / d >= base){
        d *= base;
    }

    while(d != 0){
        int dgt = num / d;
        num %= d;
        d /= base;
        if(n || dgt > 0 || d == 0){
            *bf++ = dgt + (dgt < 10 ? '0' : ('A') - 10);
            ++n;
        }
    }

    *bf = 0;

    put_str(buf);
}

///
// Main Function

void main(void){
    put_char('A');
    put_str("\r\nHello, world!\r\n");
    put_hex(2882400018);
    put_str("\r\n");

    while (1) {
        asm volatile("nop");
    }
}

회로도

Raspberry Pi와의 직렬 통신에는 FTDI USB / 시리얼 변환 케이블 (5V)을 사용합니다.

실행

직렬 모니터로 GtkTerm을 사용했습니다.

설정은 "Configuration -> Port"를 열고 다음과 같이 설정.



이하 실행중인 모습



문자, 문자열, 16 진수가 제대로 보내지고 있습니다.

마지막으로

UART에서 RaspberryPi에서 보낸 메시지를 얻을 수있었습니다.
BareMetal에서 UART는 디버깅 할 때 등에 도움이되므로 사용할 수 있도록 해두면 손해가 없습니다.

이 기사의 소스 코드는 Github에 넣어 있기 때문에, 좋으면 부디 ~
RaspberryPiBareMetal