大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是對比i.MXRT與LPC在RTC外設GPREG寄存器使用上的異同。
本篇是 《在SBL項目實戰中妙用i.MXRT1xxx里SystemReset不復位的GPR寄存器》 一文的延續，SBL 項目是為 i.MXRT/LPC 系列設計的，上文只介紹了 i.MXRT1xxx 里 SystemReset 不復位的 IOMUXC_SNVS_GPR 寄存器，我們需要在 i.MXRTxxx 和 LPC 中也找出 SystemReset 不復位的通用寄存器。
我們知道 i.MXRT1xxx 來自於 i.MX 應用處理器，而 i.MXRTxxx 來自於 LPC 微控制器，出身不同，使用上差異其實也不小。痞子衡在 i.MXRTxxx/LPC 參考手冊里找了一圈，最終發現 RTC 外設里的 GPREG 寄存器符合要求。今天痞子衡就以這個通用寄存器的使用為例來展開聊一聊 i.MXRT1xxx/i.MXRTxxx/LPC 關於外設寄存器訪問設計上的異同：
一、回顧i.MXRT1xxx上的設計
在 《在SBL項目實戰中妙用i.MXRT1xxx里SystemReset不復位的GPR寄存器》 一文里我們找到符合條件的寄存器有兩組，分別是 IOMUXC_SNVS_GPR 和 SNVS_LPGPR，文中最終選用了 IOMUXC_SNVS_GPR，在示例代碼里是直接讀寫這個寄存器的，沒有任何多余准備工作，甚至連 IOMUXC_SNVS_GPR 外設時鍾使能的操作都不用。
void gpr_rw_test(void)
{
uint32_t flag = 0x5a;
IOMUXC_SNVS_GPR->GPR0 = flag;
flag = IOMUXC_SNVS_GPR->GPR0; // flag 為 0x5a
}
這跟 i.MXRT1xxx 系統設計有關，在 i.MXRT1xxx 里 CCM 模塊負責所有其他外設的時鍾開關控制（具體在 CCM->CCGRx 寄存器），下圖是 i.MXRT1052 里 CCM->CCGRx 的默認值（復位后初值，包含軟/硬復位）：
每個 CCM->CCGRx 包含 16 個 2bit 的 CGx 位，每個 CGx 控制一個外設的時鍾開關，2bit 取值定義如下表所示。可以看到大部分外設默認時鍾都是打開的（2'b11），僅有如下三個外設默認時鍾是關閉的（2'b00）：
CCM->CCGR2[CG12] - xbar2
CCM->CCGR2[CG11] - xbar1
CCM->CCGR3[CG2] - semc
所以我們能隨意讀寫 IOMUXC_SNVS_GPR 寄存器是因為如下時鍾控制位是默認打開的，如果將這個時鍾控制位設為 2'b00，即關閉，會是什么現象呢？痞子衡掛上 J-Link 做了個讀寫測試，發現時鍾不打開的情況下，寄存器的值依舊能夠被有效讀取，只是寄存器寫入操作是無效的（被系統直接忽略，就像寫操作沒發生一樣），這種體驗其實跟一般 MCU 外設寄存器讀寫設計不太一樣， i.MXRT1xxx 上對外設地址空間的訪問並沒有做 MCU 上常見的保護機制（即外設時鍾不使能的情況下，外設寄存器的寫訪問應返回總線錯誤，讀訪問應返回總線錯誤或無效 0 值），並且復位后幾乎所有外設時鍾都是默認打開的。
CCM->CCGR3[CG15] - iomuxc_snvs_gpr
二、再看i.MXRTxxx上的設計
現在我們看一下 i.MXRTxxx 上 SystemReset 不復位的通用寄存器 RTC->GPREGx，我們在代碼里嘗試直接寫這個寄存器，發現寫入操作不報錯也不生效，讀回來是默認值 0，看起來 i.MXRTxxx 上的這里設計邏輯跟 i.MXRT1xxx 不一樣。
void gpreg_rw_test(void)
{
uint32_t flag = 0x5a;
RTC->GPREG[0] = flag;
flag = RTC->GPREG[0]; // flag 為 0
}
我們知道 i.MXRTxxx 里 CLKCTLx 模塊負責所有其他外設的時鍾開關控制（具體在 CLKCTLx->PSCCTLx 寄存器），下圖是 i.MXRT685 里 CLKCTLx->PSCCTLx 的默認值（復位后初值，包含軟/硬復位）：
每個 CLKCTLx->PSCCTLx 包含 32 個 1bit 的 xxxPeripheral_CLK 位，每個 xxxPeripheral_CLK 控制一個外設的時鍾開關，0 表示關閉，1 表示打開。可以看到大部分外設默認時鍾都是關閉的，僅有 BootROM 默認時鍾是開啟的：
CLKCTL0->PSCCTL0[ROM_CTL_128KB] - Boot ROM
因為 GPREGx 是 RTC 外設里的一部分，那我們試着先將 RTC 外設時鍾打開，然后再寫入 GPREG 寄存器，發現還是不行，后來查閱 RTC 章節，發現還需要將 RTC->CTRL[SWRESET] 位清零才可以（否則 RTC 模塊一直處於復位狀態），掛上 J-Link 做個讀寫測試，打開外設時鍾后可以正常做寫寄存器操作，關閉時鍾后依舊能夠有效讀取寄存器。總結一下，i.MXRTxxx 上也沒有對外設地址空間的訪問做 MCU 上常見的保護機制，所以本質上它和 i.MXRT1xxx 一樣，只是不像 i.MXRT1xxx 那樣復位后默認打開幾乎所有外設時鍾。
void gpreg_rw_test(void)
{
// 准備工作
CLKCTL1->PSCCTL2_SET = (1UL << CLKCTL1_PSCCTL2_SET_RTC_LITE_CLK_SET_SHIFT); // 或 CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Rtc);
RTC->CTRL &= ~RTC_CTRL_SWRESET_MASK;
// 原代碼
uint32_t flag = 0x5a;
RTC->GPREG[0] = flag;
flag = RTC->GPREG[0]; // flag 為 0x5a
}
三、對比LPC上的設計
最后我們看一下 LPC 上 SystemReset 不復位的通用寄存器 RTC->GPREGx，從 RTC 模塊寄存器定義上來看，它和 i.MXRTxxx 里的 RTC 一模一樣，是的，說 i.MXRTxxx 來自於 LPC 沒有絲毫誇張，它們就是一個平台的產物。我們在代碼里嘗試直接寫這個寄存器，發現讀寫操作都會直接發生系統錯誤，在線調試無法繼續進行。
void gpreg_rw_test(void)
{
uint32_t flag = 0x5a;
RTC->GPREG[0] = flag; // 系統錯誤，調試無法進行
flag = RTC->GPREG[0];
}
我們知道 LPC 里 SYSCON 模塊負責所有其他外設的時鍾開關控制（具體在 SYSCON->AHBCLKCTRLx 寄存器），下圖是 LPC55S69 里 SYSCON->AHBCLKCTRLx 的默認值（復位后初值，包含軟/硬復位）：
每個 SYSCON->AHBCLKCTRLx 包含 32 個 1bit 的 xxxPeripheral 位，每個 xxxPeripheral 控制一個外設的時鍾開關，0 表示關閉，1 表示打開。可以看到大部分外設默認時鍾都是關閉的，僅有 Flash/FMC 默認時鍾是開啟的：
SYSCON->AHBCLKCTRL0[FLASH] - Flash 存儲器
SYSCON->AHBCLKCTRL0[FMC] - FMC 控制器
至於操作 RTC->GPREGx 前准備工作，與 i.MXRTxxx 上是一致的，這里不予贅述。現在我們發現 LPC 上才真正對外設地址空間的訪問做了 MCU 上常見的保護機制（即外設時鍾不使能的情況下，外設寄存器的寫訪問應返回總線錯誤，讀訪問應返回總線錯誤），它才是典型的 MCU 產物， 而 i.MXRT 其實更偏向 MPU 設計風格。
void gpreg_rw_test(void)
{
// 准備工作
SYSCON->AHBCLKCTRLSET[0] = (1UL << SYSCON_AHBCLKCTRL0_RTC_SHIFT); // 或 CLOCK_EnableClock(kCLOCK_Rtc);
RTC->CTRL &= ~RTC_CTRL_SWRESET_MASK;
// 原代碼
uint32_t flag = 0x5a;
RTC->GPREG[0] = flag;
flag = RTC->GPREG[0]; // flag 為 0x5a
}
至此，對比i.MXRT與LPC在RTC外設GPREG寄存器使用上的異同痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
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