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NK-980IOT测评之EBI

发布于 2022-03-27 15:29:47 浏览：932 订阅该版

[tocm]

### **简介**

nuc980配有外部总线接口（EBI），供外部设备使用。EBI支持地址总线和数据总线独立模式和复用模式，地址总线最大支持1MB地址空间，数据总线最大支持16bit宽度；EBI支持3路片选信号，可直连三个外部设备，并且3个片选信号可以单独设置读写时序。
    
### **功能模块的硬件介绍**

- 官方手册介绍
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/eaabc2a5728254f5a6139c31529de3de.png.webp)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/b9f5d58efa1933e1d30f9e5ec667922e.png.webp)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/70d0d88682fa0ec737bf40e3f8707017.png)
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/9c721cccc47946a99e56c967a847c074.png.webp)

从NK-980iot开发板的原理图上可以看到，EBI总线的部分信号引出到了CON11上，信号包括，地址总线ADDR[8~10]、数据总线DATA[0~15]、片选nCS0、读使能nRE、写使能nWE。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/20d27f4b68e0a1ddaebe2dcf09a33218.png.webp)

### **功能模块的使用说明**

- 硬件环境
  NK-980Iot开发板（为了方便测试，需要给CON11焊接2.54mm双排针）
  两个USB数据线（一条接VCOM,另一条接USB0）
  saleae logic逻辑分析仪（若干测试线），CH0~7对接EBI_DATA0~7、CH8对接EBI_nWE、CH15对接EBI_nRE、CH10对接EBI_nCS0、CH11~13对接EBI_ADDR8~10

- 软件环境
  RT-Thread Studio
  NuWriter
  SecureCRT  
    
### **模块功能的测试演示**

在RT-Thread Studio环境中，基于NK-980IOT开发板创建项目；项目创建完成后，在<nu_pin_init.c>文件中，增加ebi总线的相关初始化代码，初始化内容包含HCLK时钟、ebi模块时钟使能以及ebi总线IO复用功能配置，如下：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/f0b505b6a6a4204e18f550b1fdeeee7f.png.webp)
然后将nu_pin_ebi_init()函数增加到nu_pin_init()函数中。
创建<test_ebi.c>文件，实现ebi总线测试的read和write函数，并添加到msh命令中，代码如下：
```
/**************************************************************************//**
*
* @copyright (C) 2019 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
*
* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
*
* Change Logs:
* Date            Author       Notes
* 2022-03-26       yzh         First version
*
******************************************************************************/

#include <rtconfig.h>
#include <rtdevice.h>
#include <nu_ebi.h>
#include <stdio.h>

static void ebi_open(void)
{
    EBI_Open(EBI_BANK0,EBI_BUSWIDTH_8BIT,EBI_TIMING_NORMAL,EBI_OPMODE_NORMAL,EBI_CS_ACTIVE_LOW);/*初始化ebi总线cs0*/
    EBI_SetBusTiming(EBI_BANK0,0x03003318U,EBI_MCLKDIV_128);/*TAHD=3,TACC=3*/
}
static void ebi_close(void)
{
    EBI_Close(EBI_BANK0);/*关闭ebi总线cs0*/
}
static void ebi_read(int argc, char**argv)
{
    uint32_t addr;
    uint8_t bus_val;

sscanf(argv[1],"0x%x",&addr);
    if(addr < 0x60000000 || addr > 0x600fffff)
    {
        rt_kprintf("%s@nk980iot: illegal address.\n",argv[0],addr);
        return;
    }
    ebi_open();
    bus_val = *((volatile uint8_t *)addr);
    ebi_close();

rt_kprintf("%s@nk980iot: addr - 0x%x, data - 0x%x\n",argv[0],addr,bus_val);
}

MSH_CMD_EXPORT(ebi_read, ebi_read sample: ebi_read <Hex_addr>);

static void ebi_write(int argc, char**argv)
{
    uint32_t addr;
    uint32_t bus_val;
/*
    for(int i; i<argc; i++)
    {
        rt_kprintf("argc:%d, argv:%s\n",i,argv[i]);
    }
*/
    sscanf(argv[1],"0x%x",&addr);
    if(addr < 0x60000000 || addr > 0x600fffff)
    {
        rt_kprintf("%s@nk980iot: illegal address.\n",argv[0],addr);
        return;
    }

sscanf(argv[2],"0x%x",&bus_val);

ebi_open();
    *((volatile uint8_t *)addr) = (uint8_t)bus_val;
    ebi_close();

rt_kprintf("%s@nk980iot: addr - 0x%x, data - 0x%x\n",argv[0],addr,bus_val);
}

MSH_CMD_EXPORT(ebi_write, ebi_write sample: ebi_write <Hex_addr Hex_data>);
```
  在RT-Thread Studio环境中构建成功后，使用NuWriter将可程序文件“rtthread.bin”下载到开发板上。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/d2a642e1a53310ee444e2f81f7f6fe69.png.webp)
程序文件和开发板连线准备完毕，打开SecureCRT，执行下载程序步骤，系统启动成功，可以看到在Finsh控制台已经增加了ebi读写命令。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/5312ed8c99604a967057361995a3c186.png.webp)
- 读功能测试
  首先，将EBI_DATA1信号连接至VDD33信号上（其他信号连接逻辑分析仪默认低电平），这样8位数据总线上的数据为0x02；
再根据芯片手册定义CS0地址空间为0x60000000~0x600FFFFF，并且地址总线使用了EBI_ADDR8~10，因此使用0x60000500（bit8~10为b101）作为读写测试地址；
在Finsh控制台上输入<ebi_read 0x60000500>,可以看到返回了0x02,证明EBI读数据功能成功；
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/2a326b83e26f128cd9bea9546c040710.png.webp)
  分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形如下，
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/e7a9a4f9370326f70b16e04c041060e7.png.webp)
  从逻辑分析仪上捕捉到的读操作波形上可以看到，CH1-DATA1为高电平，其余DATA信号为低电平，正确；CH11~13对接ADDR8~10信号为b101，正确。
- 读时序分析
  进行时序分析前，我们先根据官方手册的时序图和ebi初始化配置来计算理论的时间参数；
    1）tASU（nCS active to nRE active）,芯片固定为1MCLK，根据初始化配置MCLK = HCLK / DIV = 150M /128,因此tASU = 0.853us;
    2）tACC（nRE active width）,根据初始化配置为4MCLK，因此tACC = 3.413us;
    3）tAHD（nRE deactive to nCS deactive），根据初始化配置为4MCLK，因此tAHD = 3.413us;
  接着分析逻辑分析仪上捕捉到的读操作波形，首先在nCS的下降沿，地址总线同时输出；nCS下降沿后经过0.875us(tASU),nRE出现下降沿；nRE低电平状态持续
3.375us(tACC);nRE出现上升沿后经过3.438us(tAHD),nCS出现上升沿。
  综上分析，测试EBI总线读时序基本和官方手册描述一致（逻辑分析仪由于采样频率不够导致时间有一定的误差）。
- 写功能测试
  在Finsh控制台上输入<ebi_write 0x60000500 0x55>,
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/0ef3833c66111198158681d0c7dccfd4.png)
  分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形如下，
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220327/0463ff71289e319bf3f5b768a0c36527.png.webp)
  从逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形上可以看到，在nWE上升沿时刻，数据总线CH0~7-DATA0~7为b01010101(0x55)，正确；CH11~13对接ADDR8~10信号为b101，正确。
- 写时序分析
  进行时序分析前，我们先根据官方手册的时序图和ebi初始化配置来计算理论的时间参数；
    1）tASU（nCS active to nWE active）,芯片固定为1MCLK，根据初始化配置MCLK = HCLK / DIV = 150M /128,因此tASU = 0.853us;
    2）tACC（nWE active width）,根据初始化配置为4MCLK，因此tACC = 3.413us;
    3）tAHD（nWE deactive to nCS deactive），根据初始化配置为4MCLK，因此tAHD = 3.413us;
  接着分析逻辑分析仪上捕捉到的写操作波形，首先在nCS的下降沿，地址总线同时输出；nCS下降沿后经过0.875us(tASU),nWE出现下降沿；nWE低电平状态持续
3.375us(tACC);nWE出现上升沿后经过3.438us(tAHD),nCS出现上升沿。
  综上分析，测试EBI总线写时序基本和官方手册描述一致（逻辑分析仪由于采样频率不够导致时间有一定的误差）。

### **可编译下载的代码**
https://github.com/fever123123/Test-EBI-NK908iot.git

### **心得体会**

nuc980的EBI模块对比nuc970，优点是EBI模块配置功能简化，时序简明；缺点是模块功能阉割，片选信号减少，时序可配性降低。