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Linux 驱动专题 - pinctrl 子系统
Words 798Read Time 2 min
2025-4-24
2025-4-24
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简介

pinctrl 的概念

pinctrl(引脚控制)子系统是 Linux 内核中用于管理 SoC(片上系统)引脚功能的框架。在嵌入式系统中,SoC 的引脚通常可以配置为多种功能,例如 GPIO、UART、I2C、SPI 等。pinctrl 子系统提供了一种统一的方式来配置和管理这些引脚的功能和电气特性。
pinctrl 子系统主要解决以下问题:
  1. 引脚复用(Pin Multiplexing):配置引脚的功能模式
  1. 引脚配置(Pin Configuration):设置引脚的电气特性,如上拉/下拉电阻、驱动强度等
  1. 引脚分组(Pin Grouping):将相关引脚组织成逻辑组,便于统一管理

Linux 不同版本对 pinctrl 的调整

Linux 内核对 pinctrl 子系统的发展经历了多个阶段:
  1. 早期版本(2.6.x 之前):没有统一的 pinctrl 框架,各厂商使用自己的 GPIO 和引脚复用方案
  1. 2.6.x 版本:开始引入基础的 GPIO 子系统
  1. 3.x 版本:引入了完整的 pinctrl 子系统框架
  1. 4.x 版本(如我们分析的 4.9.88):完善了 pinctrl 子系统,增强了设备树支持
  1. 5.x 版本:进一步优化了 pinctrl 子系统,增加了更多 SoC 的支持
在 Linux 4.9.88 版本中,pinctrl 子系统已经相当成熟,支持多种 SoC 平台,包括 Freescale/NXP 的 i.MX 系列、Qualcomm、TI 等厂商的芯片。

应用领域

pinctrl 子系统在以下领域有广泛应用:
  1. 嵌入式设备:如工业控制设备、医疗设备、消费电子产品等
  1. 移动设备:智能手机、平板电脑等
  1. 网络设备:路由器、交换机等
  1. 汽车电子:车载信息娱乐系统、ADAS 系统等
  1. 物联网设备:各类传感器节点、网关设备等

实现细节

pinctrl 子系统架构

函数调用栈

i.MX 平台为例,pinctrl 子系统的初始化和使用流程如下:
pinctrl专题01 - Pincontroller构造过程分析 - 基于IMX6ULL
pinctrl专题02 -client端使用pinctrl过程的情景分析_基于IMX6ULL
 
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