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i.MX 8M Plus を搭載した ADLINK社 SMARC LEC-IMX8MP での GPIO 制御

i.MX 8M Plus を搭載した ADLINK社 SMARC LEC-IMX8MP での GPIO 制御

  • 更新

はじめに

i.MX 8M Plus を搭載した ADLINK社 SMARC LEC-IMX8MP で GPIO の制御をしてみました。
その手順をまとめてみましたのでぜひお試しください。

 

＜今回使用した主な製品＞

  • LEC-IMX8MP
    最大 2.3TOPS で動作する NPU を搭載したNXP i.MX8M Plus プロセッサをベースにした、SMARC モジュールです

  • I-Pi SMARC Plus
    M.2 拡張付き SMARC 2.1 リファレンスキャリアボードです

I-Pi-SMARC-Plus.jpg

  • HTS-sIMX8MP
    LEC-IMX8MP のヒートスプレッダです
    （他に LEC-IMX8MP のヒートシンクの THS-sIMX8MP もあります）

 

その他に今回用意したもの：

  • HDMI ケーブル / モニター
  • USB マウス・キーボード
  • LAN ケーブル
  • GPIO ループバック用ジャンパもしくはケーブル

 

事前準備

下記記事を参考にして SMARC で Yocto が起動する SD カード をあらかじめ用意します。

____.png参考： 

 

HTS-sIMX8MP（ヒートスプレッダ）、LEC-IMX8MP (SMARC モジュール) と I-Pi SMARC Plus (SMARC キャリアボード）を写真のように組み上げます。

 

一番上が ヒートスプレッダ、一番下がキャリアボード、その間に SMARC モジュールを挟む形です。

 

 

以下の設定/接続を実施します。

・イメージ書き込み済みのmicroSDカードのスロットへの挿入

・ブートデバイスをmicroSDカードに設定

　　以下左の写真のようにDIP SWを"0110"に設定ください。

・HDMIケーブルでモニターと接続

・USBマウス/キーボードの接続

　　※今回使用のSMARCモジュールではUSBポートが一つしか使えません。

　　　下の写真のように、左下のコネクターにUSB Hubをつなげてご使用ください。

 

 

最後に電源アダプターを接続し起動します。

 

事前準備がうまくいけば以下のようにADLINK社のロゴの入った  yocto の画面がHDMIモニターに表示されます。

 

GPIO 制御

今回、仮想ファイル /sys/class/gpio を使用して GPIO 制御をします。

 

SMARC 規格での GPIO は GPIO00~GPIO13 まで１４ピンありますが、今回使用するキャリアボード  I-Pi SMARC Plus の Header 1 : 40-Pin RPI Compatible Expansion に接続されているピンの GPIO Pin マッピングは下記のようになっています。

SMARC Funtion MRAA Number / キャリアボード Header 1 /sys/class/gpio
GPIO 4 pin7  497
GPIO 6 pin11  499
GPIO 5 pin12  498
GPIO 7 pin13  500
GPIO 8 pin15  501
GPIO 9 pin16 502
GPIO 10 pin18 503
GPIO 11 pin22 504

 

他に、SMARC モジュールからは I2Cとして出力されていますが (I2C_GP_DAT:S49, I2C_GP_CK:S48) 、このキャリアボード上に搭載している I2C to GPIO Expander IC によって GPIO として Header 1 : 40-Pin RPI Compatible Expansion に接続されているピンの GPIO Pin マッピングは下記のようになっています。

SMARC Function MRAA Number / キャリアボード Header 1 /sys/class/gpio
EGPIO GPIO1_0 pin29  461
EGPIO GPIO1_1 pin31  462
EGPIO GPIO1_2 pin32  463
EGPIO GPIO1_3 pin33  464
EGPIO GPIO1_4 pin35  465
EGPIO GPIO1_5 pin36  466
EGPIO GPIO1_6 pin37  467
EGPIO GPIO1_7 pin38  468
EGPIO GPIO1_8 pin40  469

 

 

____.png参考： 

 

 

今回、下記５ピンに対して GPIO 制御をしてみます。

SMARC Funtion MRAA Number / キャリアボード Header 1 /sys/class/gpio
GPIO 4 pin7  497
EGPIO GPIO1_0 pin29  461
EGPIO GPIO1_1 pin31  462
EGPIO GPIO1_2 pin32  463
EGPIO GPIO1_3 pin33  464

 

 

ターミナルで下記コマンドを実行します。

cd /sys/class/gpio

 

制御したい GPIO 番号に対して export コマンドを実行して仮想ディレクトリを作成します。これにより制御ができるようになります。

echo "GPIO番号" > export
echo 497 > export
echo 461 > export
echo 462 > export
echo 463 > export
echo 464 > export

 

GPIO の Direction を確認します。

cat /sys/class/gpio/gpio"GPIO番号"/direction
cat /sys/class/gpio/gpio497/direction
cat /sys/class/gpio/gpio461/direction
cat /sys/class/gpio/gpio462/direction
cat /sys/class/gpio/gpio463/direction
cat /sys/class/gpio/gpio464/direction

５つのピン全て in でしたので、デフォルトで入力となっていることが確認しました。

 

 

gpio462 の direction を出力に変更してみます。

echo out > /sys/class/gpio/gpio"GPIO番号"/direction
echo out > /sys/class/gpio/gpio462/direction

 

gpio462 の direction を確認します。

cat /sys/class/gpio/gpio462/direction

out と出力されたので、direction が出力に変更されたことを確認出来ました。

 

なお、direction を入力に変更するには下記コマンドを使用します。

echo in > /sys/class/gpio/gpio"GPIO番号"/direction

 

 

gpio462 と gpio463 を ループバックで接続して、出力の gpio462 の値を変更することで 入力の gpio463 の値が変化するか確認してみます。

 

まず、キャリアボード Header 1 の pin31 (gpio462) と pin32 (gpio463)をジャンパやケーブルを使用してループバックさせます。

 

gpio462 の値として 0 をライトします。

echo 0 > gpio"GPIO番号"/value
echo 0 > gpio462/value

 

gpio462 に 0 が設定されたかどうかを確認できます。

cat gpio462/value

期待通りに 0 になっています。

 

gpio463 の値をリードします。gpio463 は入力でしたので 0 が期待値になります。

cat gpio463/value

期待通りに 0 になっていることを確認できました。

 

 

gpio462 の値として 1 をライトします。

echo 1 > gpio462/value

 

 

gpio462 に 1 が設定されたかどうかを確認します。

cat gpio462/value

期待通りに 1 になっていることを確認できました。

 

gpio463 の値をリードします。gpio463 は入力でしたので 1 が期待値になります。

cat gpio463/value

期待通りに 1 になっていることを確認できました。

 

 

まとめ

SMARC コネクタ直結の GPIO ピンだけでなく、キャリアボード上の I2C to GPIO Expander で SMARC コネクタの I2C から GPIO へ拡張したピンに対しても GPIO 制御できることも確認できました。

標準の BSP でドライバの追加などのインストールは必要なくそのまま操作できますので、ぜひお試しください。

 

 

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