AM335x的PRUSSv2简介与使用

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AM335x的PRUSSv2简介与使用 [复制链接]

转帖：http://blog.csdn.net/wyt2013/article/details/17429399

PRUSSv2= Programmable Real-time Unit Sub-System = PRU-ICSS = PRU Industrial Communication Sub-System = 上一代PRUSS的v2进化版

这是一个AM335x等芯片上自带的，独立于ARM CPU运行的子系统。其时钟频率为200MHz，可以直接控制特定的IO口，可以达到非常高的实时性要求。一般两种情况需要用到它：一是linux系统的实时性不满足要求的时候；二是芯片的功能模块不够用的时候（比如你想要10个UART，但芯片上只有6个，那你可以用它再创造4个）。

几个可能的应用场合：

高速ADC

摄像机接口

显示屏接口

音频处理

电机反馈控制

从某种意义上说，有了它，我们就有了一个片上CPLD或FPGA，只不过PRU编程不是用VDHL语言，而是用专门的汇编语言。它的汇编语句都是在一个时钟周期内执行完的，没有流水线之类可能扰乱程序时序的因素，这使得程序的可预测性大大提高。

AM335x芯片上带有两个PRU。（不知道能不能同时工作？）

配置BBB，安装PRU assembler和示例程序

[plain]view plaincopyprint?

root@beaglebone:~/tmp# git clone git://github.com/beagleboard/am335x_pru_package.git

Cloning into 'am335x_pru_package'...

...

root@beaglebone:~/tmp# cd am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface# make CROSS_COMPILE="" #无需交叉编译

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface# cd ../../utils/pasm_source

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/utils/pasm_source# ./linuxbuild

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/utils/pasm_source# cd ../../example_apps

root@beaglebone:~/tmp# git clone git://github.com/beagleboard/am335x_pru_package.git

Cloning into 'am335x_pru_package'...

...

root@beaglebone:~/tmp# cd am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface# make CROSS_COMPILE="" #无需交叉编译

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/app_loader/interface# cd ../../utils/pasm_source

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/utils/pasm_source# ./linuxbuild

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/utils/pasm_source# cd ../../example_apps

编辑一下example_apps目录中的Makefile，把 PASM?=../utils/pasm_2 改成 PASM?=../utils/pasm_2.arm，然后继续

[plain]view plaincopyprint?

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps# make CROSS_COMPILE=""

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps# make CROSS_COMPILE=""

编译完成以后PRU assembler和示例程序就安装好了。但BBB默认是没有使能pruss的（BB white好像不用进行下面这一步），所以还需要修改一下系统dtb文件

[plain]view plaincopyprint?

cd /boot

cp am335x-boneblack.dtb am335x-boneblack.dtb_orig

dtc -I dtb -O dts am335x-boneblack.dtb > am335x-boneblack.dts

cd /boot

cp am335x-boneblack.dtb am335x-boneblack.dtb_orig

dtc -I dtb -O dts am335x-boneblack.dtb > am335x-boneblack.dts

（插一句，我之前没有仔细看过dtc命令，原来还可以反编译dtb文件啊。。。）

找到

[cpp]view plaincopyprint?

pruss@4a30000 {

...

status = "disabled";

...

};

pruss@4a30000 {

...

status = "disabled";

...

};

把"disabled"改成"okay"，保存。

[plain]view plaincopyprint?

dtc -I dts -O dtb am335x-boneblack.dts > am335x-boneblack.dtb_pru

cp am335x-boneblack.dtb_pru am335x-boneblack.dtb

dtc -I dts -O dtb am335x-boneblack.dts > am335x-boneblack.dtb_pru

cp am335x-boneblack.dtb_pru am335x-boneblack.dtb

然后重启。至此，BBB也已经配置好了。

重启后我们用自带的example_apps测试一下

[plain]view plaincopyprint?

root@beaglebone:~#cd tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin# modprobe uio_pruss #每次重启都要运行这句话

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin# ./PRU_memAccessPRUDataRam

INFO: Starting PRU_memAccessPRUDataRam example.

AM33XX

INFO: Initializing example.

INFO: Executing example.

File ./PRU_memAccessPRUDataRam.bin open passed

INFO: Waiting for HALT command.

INFO: PRU completed transfer.

INFO: Example executed succesfully.

root@beaglebone:~#cd tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin# modprobe uio_pruss #每次重启都要运行这句话

root@beaglebone:~/tmp/am335x_pru_package/pru_sw/example_apps/bin# ./PRU_memAccessPRUDataRam

INFO: Starting PRU_memAccessPRUDataRam example.

AM33XX

        INFO: Initializing example.

        INFO: Executing example.

File ./PRU_memAccessPRUDataRam.bin open passed

        INFO: Waiting for HALT command.

        INFO: PRU completed transfer.

INFO: Example executed succesfully.

测试成功。

本文最开始的git文件建议在电脑上也clone一份，里面有几个关于PRU的pdf文档可能需要经常查看。

现在，已经安装好了am335x_pru_package，本文将用它来编写、编译一个最简单的PRU程序——闪烁BBB上的led灯。

大体来说每个PRU程序都包括两部分：

在ARM核的Linux系统中运行的C语言程序

在PRU中运行的汇编程序（编译成.bin文件）

其中c语言程序有两个作用：将汇编程序传到PRU中；与PRU程序互相传递数据和互动。

汇编程序源文件包括.p和.hp两种后缀的文件，最后编译成.bin文件被传到PRU执行。.hp文件类似于c语言的.h头文件，可以在.p文件中被include，它不是必须的，本例为了简单起见也不用.hp文件。

OK，我们开始做吧！

Step by step步骤

首先新建两个文件，内容分别如下：

[cpp]view plaincopyprint?

//mytest.c  

#include   

#include   

#include   

#define PRU_NUM 0  

int main (void)

{

unsigned int ret;

tpruss_intc_initdata pruss_intc_initdata = PRUSS_INTC_INITDATA;

prussdrv_init ();//Initialize the PRU  

if (prussdrv_open(PRU_EVTOUT_0))//Open PRU Interrupt  

{

printf("prussdrv_open open failed\n");

return (-1);

}

prussdrv_pruintc_init(&pruss_intc_initdata);

prussdrv_exec_program (PRU_NUM, "./prucode.bin");//Execute example on PRU  

prussdrv_pru_wait_event (PRU_EVTOUT_0);//Waiting for this instruction: MOV r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16  

prussdrv_pru_clear_event (PRU0_ARM_INTERRUPT);

prussdrv_pru_disable (PRU_NUM);//Disable PRU and close memory mapping  

prussdrv_exit ();

return(0);

}

//mytest.c

#include

#include

#include

#define PRU_NUM 0

int main (void)

{

    unsigned int ret;

    tpruss_intc_initdata pruss_intc_initdata = PRUSS_INTC_INITDATA;

   

    prussdrv_init ();//Initialize the PRU

    if (prussdrv_open(PRU_EVTOUT_0))//Open PRU Interrupt

    {

        printf("prussdrv_open open failed\n");

        return (-1);

    }

    prussdrv_pruintc_init(&pruss_intc_initdata);

    prussdrv_exec_program (PRU_NUM, "./prucode.bin");//Execute example on PRU

    prussdrv_pru_wait_event (PRU_EVTOUT_0);//Waiting for this instruction: MOV r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16

    prussdrv_pru_clear_event (PRU0_ARM_INTERRUPT);

    prussdrv_pru_disable (PRU_NUM);//Disable PRU and close memory mapping

    prussdrv_exit ();

    return(0);

}

[cpp]view plaincopyprint?

//prucode.p  

.origin 0

.entrypoint START

//Refer to this mapping in the file - \prussdrv\include\pruss_intc_mapping.h  

#define PRU0_ARM_INTERRUPT 19  

#define CONST_PRUCFG C4  

//Refer to AM335X Technical Reference Manual & BBB SRM  

#define GPIO1 0x4804c000  

#define GPIO_CLEARDATAOUT 0x190  

#define GPIO_SETDATAOUT 0x194  

START:

// Enable OCP master port  

LBCO r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

CLR r0, r0, 4 // Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port  

SBCO r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

MOV r1, 3 // loop 3 times  

LOOP0:

MOV r2, 1<<22

MOV r3, GPIO1 | GPIO_SETDATAOUT

SBBO r2, r3, 0, 4

MOV r0, 100000000

DEL1:

SUB r0, r0, 1

QBNE DEL1, r0, 0

MOV r2, 1<<22

MOV r3, GPIO1 | GPIO_CLEARDATAOUT

SBBO r2, r3, 0, 4

MOV r0, 100000000

DEL2:

SUB r0, r0, 1

QBNE DEL2, r0, 0

SUB r1, r1, 1

QBNE LOOP0, r1, 0

// Send notification to Host for program completion  

MOV r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16

// Halt the processor  

HALT

//prucode.p

.origin 0

.entrypoint START

//Refer to this mapping in the file - \prussdrv\include\pruss_intc_mapping.h

#define PRU0_ARM_INTERRUPT      19

#define CONST_PRUCFG            C4

//Refer to AM335X Technical Reference Manual & BBB SRM

#define GPIO1 0x4804c000

#define GPIO_CLEARDATAOUT 0x190

#define GPIO_SETDATAOUT 0x194

START:

    // Enable OCP master port

    LBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

    CLR       r0, r0, 4         // Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port

    SBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

    MOV r1, 3 // loop 3 times

LOOP0:

    MOV r2, 1<<22

    MOV r3, GPIO1 | GPIO_SETDATAOUT

    SBBO r2, r3, 0, 4

    MOV r0, 100000000

DEL1:

    SUB r0, r0, 1

    QBNE DEL1, r0, 0

    MOV r2, 1<<22

    MOV r3, GPIO1 | GPIO_CLEARDATAOUT

    SBBO r2, r3, 0, 4

    MOV r0, 100000000

DEL2:

    SUB r0, r0, 1

    QBNE DEL2, r0, 0

    SUB r1, r1, 1

    QBNE LOOP0, r1, 0

    // Send notification to Host for program completion

    MOV       r31.b0, PRU0_ARM_INTERRUPT+16

    // Halt the processor

    HALT

然后编译它们。编译之前先从am335x_pru_package中复制一些必要文件到标准目录中，省得我们添加引用目录。

把 pru_sw/app_loader/lib目录中的 libprussdrv.a 拷贝到 /usr/lib 中；

把 pru_sw/app_loader/include 目录中的两个文件都拷贝到 /usr/include 中；

把 pru_sw/utils 目录中的 pasm 拷贝到 /usr/bin 中。

下面开始编译，执行下面两条命令。

[plain]view plaincopyprint?

gcc mytest.c -lpthread -lprussdrv -o mytest

pasm -b prucode.p

gcc mytest.c -lpthread -lprussdrv -o mytest

pasm -b prucode.p

（其中 -lpthread -lprussdrv 参数是指要使用 libpthread.so 和 libprussdrv.a这两个库文件。）

编译完以后就生成了要在linux中运行的mytest程序和要传到PRU中的prucode.bin文件。

注意，在运行程序前，还需要做一件事。用lsmod命令查看一下uio_pruss模块有没有加载。如果没有的话，手动加载一下。这个应该加载一次就可以了。

[plain]view plaincopyprint?

modprobe uio_pruss

modprobe uio_pruss

一切就绪！下面输入 ./mytest 来执行一下程序吧！

顺利的话你会看到第二个led灯亮灭了三次，每次亮和灭的时间是1秒钟。

几点分析

在执行过程中，终端处于忙碌状态，如果在这期间你按下Crtl+C终止了程序，会发现led还在按照原来的规律继续闪烁，可见灯的亮灭，或者说PRU的程序运行并不受linux程序的影响。

PRU简介中提到AM33xx中PRUSSv2的主频是200MHz，每条汇编指令执行时间是一个时钟周期。通过这个程序也可以得到验证：

[cpp]view plaincopyprint?

MOV r0, 100000000

:

SUB r0, r0, 1

QBNE DEL1, r0, 0

    MOV r0, 100000000

DEL1:

    SUB r0, r0, 1

    QBNE DEL1, r0, 0

在这个循环等待的部分，不断对寄存器r0执行自减1和判断是否为零这两条指令，执行了100M次，所以延时为1秒。

汇编程序START:紧接着的第一部分

[cpp]view plaincopyprint?

// Enable OCP master port  

LBCO r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

CLR r0, r0, 4 // Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port  

SBCO r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

    // Enable OCP master port

    LBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

    CLR       r0, r0, 4         // Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port

    SBCO      r0, CONST_PRUCFG, 4, 4

它把SYSCFG寄存器的STANDBY_INIT位置零，否则的话将无法访问任何外部memory，包括ARM的内存和IO口等。所以记得在每个程序一开始都加上这三条指令。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-11722.png

Second choices

最后，如果你不想用官方工具，这里有second choice：http://www.element14.com/community/community/knode/single-board_computers/next-gen_beaglebone/blog/2013/06/16/bbb--getting-ace-working

如果你想用java脚本与PRU里的程序互动，可以参考这里：https://npmjs.org/package/pru

上面这两个东西我都没仔细看过，仅列出来供参考。

lps402

"二是芯片的功能模块不够用的时候（比如你想要10个UART，但芯片上只有6个，那你可以用它再创造4个）"---是不是也可以说是可以有4个以太网?