ST PIO Pinctrl

ST PIO multiplexing

각 multi-function pin은 PIO multiplexing block을 통해 제어·drive·route됩니다. 모든 pin은 GPIO function ALT0과 hardware block에 직접 연결되는 alternate function ALT1부터 ALTx를 지원합니다.

GPIO mode에서는 관련 PIO block이 Output Enable(OE), Open Drain(OD), Pull Up(PU)을 drive합니다. ST pinctrl driver는 PIO mux block을 제어하고 GPIO driver와 협력해 pin을 구성합니다.

GPIO bank interrupt wiring

첫 번째 방식은 하나의 irqmux interrupt를 여러 GPIO bank가 공유해 전체 interrupt 수를 줄입니다. 이 bank들은 모두 하나의 pin controller에 속합니다.

두 번째 방식은 각 GPIO bank마다 dedicated interrupt 하나를 직접 연결합니다.

Pin controller node 속성

필수 `compatible` 형식은 `st,stih407-<pio-block>-pinctrl`이고, `st,syscfg`는 syscfg node phandle입니다. `st,retime-pin-mask`는 retime 가능한 pin mask이며 없으면 bank의 모든 pin이 가능하다고 봅니다. Retiming은 external synchronous interface의 I/O timing margin을 개선하는 데 주로 사용합니다. `ranges`는 parent controller와 child GPIO bank mapping입니다.

선택적 `interrupts`는 여러 bank가 irqmux로 공유하는 interrupt 번호입니다. `reg`는 irqmux memory resource이고 `reg-names`는 `irqmux`여야 합니다.

GPIO bank와 interrupt controller

GPIO bank에는 `gpio-controller`, 값이 2인 `#gpio-cells`, datasheet의 bank 이름인 `st,bank-name`이 필요합니다. 첫 GPIO cell은 controller 내부 pin 번호이고 두 번째 cell은 logical inversion으로 0은 active high, 1은 active low입니다.

Dedicated bank IRQ가 있으면 `interrupts`를 지정합니다. `interrupt-controller`는 bank를 interrupt controller로 표시하며 irqmux 또는 dedicated IRQ 중 하나가 있어야 합니다. `#interrupt-cells`는 2이고 첫 cell은 local GPIO interrupt 번호, 두 번째 cell은 trigger flag입니다.

관련 macro는 `include/dt-bindings/interrupt-controller/irq.h`를 참조합니다.

Controller와 GPIO bank 예제

STiH407 SBC pin controller의 irqmux resource와 interrupt, address range를 선언하고 PIO0을 GPIO·interrupt controller로 구성하는 예제입니다.

pin-controller-sbc {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        compatible = "st,stih407-sbc-pinctrl";
        st,syscfg = <&syscfg_sbc>;
        reg = <0x0961f080 0x4>;
        reg-names = "irqmux";
        interrupts = <GIC_SPI 188 IRQ_TYPE_NONE>;
        interrupt-names = "irqmux";
        ranges = <0 0x09610000 0x6000>;

        pio0: gpio@9610000 {
                gpio-controller;
                #gpio-cells = <2>;
                interrupt-controller;
                #interrupt-cells = <2>;
                reg = <0x0 0x100>;
                st,bank-name = "PIO0";
        };
        ...
        pin-functions nodes follow...
};

Function subnode와 pin parameter

Pin configuration node의 필수 `st,pins` child는 구성할 pin 목록을 담습니다. 각 PIO는 retime configuration에 따라 `<bank offset mux mode rt_type rt_delay rt_clk>`의 4개부터 7개 parameter로 표현됩니다.

`bank`는 PIO가 속한 bank phandle, `offset`은 bank 내부 offset, `mux`는 datasheet의 alternate function 번호, `mode`는 아래 pin mode 중 하나입니다.

Retiming type·delay·clock

`rt_type`은 pin retiming configuration이고 각 값이 요구하는 argument는 아래와 같습니다. `delay`는 datasheet에 명시된 picosecond 단위 retime delay입니다.

`rt_clk`는 retime에 사용할 clock이며 가능한 값은 다음 네 개입니다.

MMC clock pin retiming 예제

MMC clock pin을 bidirectional pull-up으로 설정하고, non-inverted clock retiming `NICLK`, `CLK_B`, delay 0 ps를 적용하는 예제입니다.

pin-controller {
        ...
        mmc0 {
                pinctrl_mmc: mmc {
                        st,pins {
                                mmcclk = <&PIO13 4 ALT4 BIDIR_PU NICLK 0 CLK_B>;
                                ...
                        };
                };
        ...
        };
};

SDHCI card-detect 예제

SDHCI0가 PIO3-3을 level-high card-detect interrupt로 사용하고 `pinctrl_mmc`를 default pinctrl state로 참조합니다.

sdhci0:sdhci@fe810000{
        ...
        interrupt-parent = <&pio3>;
        #interrupt-cells = <2>;
        interrupts = <3 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; /* Interrupt line via PIO3-3 */
        interrupt-names = "card-detect";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0        = <&pinctrl_mmc>;
};