K230 IOMUX 指南#

概述#

K230 IOMUX 驱动为 Canaan Kendryte K230 SoC 提供引脚功能控制。该驱动实现了 Linux pinctrl 子系统，用于管理：

引脚功能复用（每个引脚有 8 种功能选择）
引脚配置（上拉/下拉、驱动强度、摆率等）

本文档主要描述k230 iomux相关寄存器定义，设备树配置，及用户态iomux工具使用。本文档相关的主要文件如下：

文件	描述
`pinctrl-k230-iomux.c`	实现 pinctrl/pinmux/pinconf 操作的主要驱动源码
`dt-bindings/pinctrl/canaan,k230-iomux.h`	包含引脚名称和功能选择器的头文件
`k230_iomux.py`	用于运行时引脚配置的 Python 工具
`Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/canaan,k230-iomux.yaml`	Device Tree 绑定模式

寄存器及功能说明#

寄存器#

k230有2个iomux控制器模块：

主 IOMUX：0x91105000（64 个引脚）
PMU IOMUX：0x91000080（8 个引脚）

每个引脚在基地址偏移 pin * 4 处有一个 32 位寄存器。

寄存器位布局如下（参考 TRM 第 12.9.2 节）

位	字段	类型	描述
31	DI	RO	输入数据
30:14	-	RO	保留
13:11	IO_SEL	RW	功能选择（000=func1，依此类推）
10	SL	RW	摆率使能
9	MSC	RW	电压控制（双电压焊盘）
8	IE	RW	输入使能（1=启用）
7	OE	RW	输出使能（1=启用）
6	PU	RW	上拉（1=启用）
5	PD	RW	下拉（1=启用）
4:1	DS	RW	驱动强度选择（0-15）
0	ST	RW	施密特触发器（1=启用）

功能说明#

每个引脚最多支持 8 种功能（IO_SEL[2:0]），各个管脚可配置功能如下：

控制器 0（io0-io63）

引脚	alt0	alt1	alt2	alt3	alt4
io0	GPIO0	BOOT0	-	TEST_PIN0	-
io1	GPIO1	BOOT1	-	TEST_PIN1	-
io2	GPIO2	JTAG_TCK	PULSE_CNTR0	TEST_PIN2	-
io3	GPIO3	JTAG_TDI	PULSE_CNTR1	UART1_TXD	TEST_PIN0
io4	GPIO4	JTAG_TDO	PULSE_CNTR2	UART1_RXD	TEST_PIN1
io5	GPIO5	JTAG_TMS	PULSE_CNTR3	UART2_TXD	TEST_PIN2
io6	GPIO6	JTAG_RST	PULSE_CNTR4	UART2_RXD	TEST_PIN3
io7	GPIO7	PWM2	I2C4_SCL	TEST_PIN3	DI0
io8	GPIO8	PWM3	I2C4_SDA	TEST_PIN4	DI1
io9	GPIO9	PWM4	UART1_TXD	I2C1_SCL	DI2
io10	GPIO10	3D_CTRL_IN	UART1_RXD	I2C1_SDA	DI3
io11	GPIO11	3D_CTRL_OUT1	UART2_TXD	I2C2_SCL	DO0
io12	GPIO12	3D_CTRL_OUT2	UART2_RXD	I2C2_SDA	DO1
io13	GPIO13	M_CLK1	-	-	DO2
io14	GPIO14	OSPI_CS	TEST_PIN5	QSPI0_CS0	DO3
io15	GPIO15	OSPI_CLK	TEST_PIN6	QSPI0_CLK	CO3
io16	GPIO16	OSPI_D0	QSPI1_CS4	QSPI0_D0	CO2
io17	GPIO17	OSPI_D1	QSPI1_CS3	QSPI0_D1	CO1
io18	GPIO18	OSPI_D2	QSPI1_CS2	QSPI0_D2	CO0
io19	GPIO19	OSPI_D3	QSPI1_CS1	QSPI0_D3	TEST_PIN4
io20	GPIO20	OSPI_D4	QSPI1_CS0	PULSE_CNTR0	TEST_PIN5
io21	GPIO21	OSPI_D5	QSPI1_CLK	PULSE_CNTR1	TEST_PIN6
io22	GPIO22	OSPI_D6	QSPI1_D0	PULSE_CNTR2	TEST_PIN7
io23	GPIO23	OSPI_D7	QSPI1_D1	PULSE_CNTR3	TEST_PIN8
io24	GPIO24	OSPI_DQS	QSPI1_D2	PULSE_CNTR4	TEST_PIN9
io25	GPIO25	PWM5	QSPI1_D3	PULSE_CNTR5	TEST_PIN10
io26	GPIO26	MMC1_CLK	TEST_PIN7	PDM_CLK	-
io27	GPIO27	MMC1_CMD	PULSE_CNTR5	PDM_IN0	CI0
io28	GPIO28	MMC1_D0	UART3_TXD	PDM_IN1	CI1
io29	GPIO29	MMC1_D1	UART3_RXD	3D_CTRL_IN	CI2
io30	GPIO30	MMC1_D2	UART3_RTS	3D_CTRL_OUT1	CI3
io31	GPIO31	MMC1_D3	UART3_CTS	3D_CTRL_OUT2	TEST_PIN11
io32	GPIO32	I2C0_SCL	IIS_CLK	UART3_TXD	TEST_PIN12
io33	GPIO33	I2C0_SDA	IIS_WS	UART3_RXD	TEST_PIN13
io34	GPIO34	I2C1_SCL	IIS_D_IN0_PDM_IN3	UART3_RTS	TEST_PIN14
io35	GPIO35	I2C1_SDA	IIS_D_OUT0_PDM_IN1	UART3_CTS	TEST_PIN15
io36	GPIO36	I2C3_SCL	IIS_D_IN1_PDM_IN2	UART4_TXD	TEST_PIN16
io37	GPIO37	I2C3_SDA	IIS_D_OUT1_PDM_IN0	UART4_RXD	TEST_PIN17
io38	GPIO38	UART0_TXD	TEST_PIN8	QSPI1_CS0	HSYNC0
io39	GPIO39	UART0_RXD	TEST_PIN9	QSPI1_CLK	VSYNC0
io40	GPIO40	UART1_TXD	I2C1_SCL	QSPI1_D0	TEST_PIN18
io41	GPIO41	UART1_RXD	I2C1_SDA	QSPI1_D1	TEST_PIN19
io42	GPIO42	UART1_RTS	PWM0	QSPI1_D2	TEST_PIN20
io43	GPIO43	UART1_CTS	PWM1	QSPI1_D3	TEST_PIN21
io44	GPIO44	UART2_TXD	I2C3_SCL	TEST_PIN10	SPI2AXI_CLK
io45	GPIO45	UART2_RXD	I2C3_SDA	TEST_PIN11	SPI2AXI_CS
io46	GPIO46	UART2_RTS	PWM2	I2C4_SCL	TEST_PIN22
io47	GPIO47	UART2_CTS	PWM3	I2C4_SDA	TEST_PIN23
io48	GPIO48	UART4_TXD	TEST_PIN12	I2C0_SCL	SPI2AXI_DIN
io49	GPIO49	UART4_RXD	TEST_PIN13	I2C0_SDA	SPI2AXI_DOUT
io50	GPIO50	UART3_TXD	I2C2_SCL	QSPI0_CS4	TEST_PIN24
io51	GPIO51	UART3_RXD	I2C2_SDA	QSPI0_CS3	TEST_PIN25
io52	GPIO52	UART3_RTS	PWM4	I2C3_SCL	TEST_PIN26
io53	GPIO53	UART3_CTS	PWM5	I2C3_SDA	-
io54	GPIO54	QSPI0_CS0	MMC1_CMD	PWM0	TEST_PIN27
io55	GPIO55	QSPI0_CLK	MMC1_CLK	PWM1	TEST_PIN28
io56	GPIO56	QSPI0_D0	MMC1_D0	PWM2	TEST_PIN29
io57	GPIO57	QSPI0_D1	MMC1_D1	PWM3	TEST_PIN30
io58	GPIO58	QSPI0_D2	MMC1_D2	PWM4	TEST_PIN31
io59	GPIO59	QSPI0_D3	MMC1_D3	PWM5	-
io60	GPIO60	PWM0	I2C0_SCL	QSPI0_CS2	HSYNC1
io61	GPIO61	PWM1	I2C0_SDA	QSPI0_CS1	VSYNC1
io62	GPIO62	M_CLK2	UART3_DE	TEST_PIN14	-
io63	GPIO63	M_CLK3	UART3_RE	TEST_PIN15	-

控制器 1（io0-io7，PMUIOMUX）

引脚	alt1	alt2
io0	GPIO64	INT0
io1	GPIO65	INT1
io2	GPIO66	INT2
io3	GPIO67	INT3
io4	GPIO68	INT4
io5	GPIO69	INT5
io6	GPIO70	OUT1
io7	GPIO71	OUT2

设备树配置#

示例#

UART0 配置#

&iomux {
    uart0_pins: uart0-pins {
        pinmux {
            pins = "io38", "io39";
            function = "alt1";
            bias-disable;
            drive-strength = <8>;
            slew-rate = <1>;
        };
    };
};

&uart0 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart0_pins>;
};

I2C0 配置#

&iomux {
    i2c0_pins: i2c0-pins {
        pinmux {
            pins = "io32", "io33";
            function = "alt1";
            bias-pull-up;
            drive-strength = <8>;
        };
    };
};

&i2c0 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2c0_pins>;
    clock-frequency = <100000>;
};

PWM 配置#

&iomux {
    pwm2_pins: pwm2-pins {
        pinmux {
            pins = "io46";
            function = "alt2";  // PWM2 功能
            drive-strength = <8>;
        };
    };
};

&pwm0_2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pwm2_pins>;
};

说明#

/*arch/riscv/boot/dts/canaan/k230.dtsi*/
iomux: iomux@91105000 {
    compatible = "canaan,k230-iomux";
    reg = <0x0 0x91105000 0x0 0x100>;
    #pinctrl-cells = <1>;
    clocks = <&iomux_pclk_gate>;
    clock-names = "apb";
    status = "okay";
};
pmuiomux: pmuiomux@91000080 {
    compatible = "canaan,k230-iomux";
    reg = <0x0 0x91000080 0x0 0x20>;
    #pinctrl-cells = <1>;
    clocks = <&iomux_pclk_gate>;
    clock-names = "apb";
    status = "okay";
};

uart0_pins: uart0-pins {
    pinmux {
        pins = "io38", "io39";
        function = "alt1";  // UART0_TXD / UART0_RXD
        bias-disable;
        drive-strength = <8>;
        slew-rate = <1>;    // 快速
    };
};

可用引脚名称

主 IOMUX：io0 到 io63
PMU IOMUX：io0 到 io7（映射到引脚 64-71）

可用引脚配置属性

bias-pull-up - 启用上拉电阻
bias-pull-down - 启用下拉电阻
bias-disable - 禁用上拉/下拉
drive-strength - 驱动强度（0-15，具体电流值请参考 TRM）
slew-rate - 摆率控制（0=禁用，1=启用）
input-enable - 启用输入缓冲器
output-enable - 启用输出缓冲器
input-schmitt - 启用施密特触发器

可配置功能见前面章节

更多信息请参考Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/canaan,k230-iomux.yaml

用户态配套工具#

k230_iomux.py是一个用户态调试和查看iomux配置工具

使用示例#

# 查看所有引脚配置（控制器 0）
python3 k230_iomux.py

# 查看特定引脚
python3 k230_iomux.py --pin io38

#查看引脚及其所有可用功能
python3 k230_iomux.py --pin io38 --funcs

# 将引脚设置为特定功能
python3 k230_iomux.py --set io38 alt1

# 使用配置选项设置引脚
python3 k230_iomux.py --set io38 alt1 --ie --oe --pu --ds 8

# 使用特定功能名称设置引脚
python3 k230_iomux.py --set io38 UART0_TXD

#查看第二个 IOMUX 控制器（PMUIOMUX）
python3 k230_iomux.py --iomux 1

##### 8. 在第二个控制器上设置引脚
python3 k230_iomux.py --iomux 1 --set io3 alt1

使用说明#

[root@canaan ~ ]#k230_iomux.py  -h
usage: k230_iomux.py [-h] [--pin PIN] [--funcs] [--set PIN FUNC]
                     [--iomux {0,1}] [--ie] [--no-ie] [--oe] [--no-oe] [--pu]
                     [--pd] [--no-pull] [--ds 1-15] [--sl] [--no-sl] [--st]
                     [--no-st]

K230 IOMUX Pin Configuration Tool

options:
  -h, --help          show this help message and exit
  --pin, -p PIN       Specific pin to view (e.g., io38)
  --funcs, -f         Show all available functions for a pin
  --set, -s PIN FUNC  Set pin to function (e.g., io38 alt1)
  --iomux, -i {0,1}   IOMUX controller index (0=main, 1=pmuiomux)
  --ie                Enable input
  --no-ie             Disable input
  --oe                Enable output
  --no-oe             Disable output
  --pu                Enable pull-up
  --pd                Enable pull-down
  --no-pull           Disable pull-up/down
  --ds 1-15           Drive strength (1-15)
  --sl                Enable slew rate
  --no-sl             Disable slew rate
  --st                Enable schmitt trigger
  --no-st             Disable schmitt trigger

Examples:
  # View all pin configurations (controller 0)
  python3 k230_iomux.py

  # View specific pin
  python3 k230_iomux.py --pin io38

  # View pin with all available functions
  python3 k230_iomux.py --pin io38 --funcs

  # Set pin to alt1 function
  python3 k230_iomux.py --set io38 alt1

  # Set pin with configuration options
  python3 k230_iomux.py --set io38 alt1 --ie --oe --pu --ds 8

  # Set pin using specific function name (must specify pin)
  python3 k230_iomux.py --set io38 UART0_TXD

  # View controller 1 (PMUIOMUX at 0x91000080)
  python3 k230_iomux.py --iomux 1

  # Set pin on controller 1
  python3 k230_iomux.py --iomux 1 --set io3 alt1

[root@canaan ~ ]#



#命令行参数

| 参数 | 描述 |
| --- | --- |
| `--pin`, `-p` | 要查看的特定引脚（例如 `io38`） |
| `--funcs`, `-f` | 显示引脚的所有可用功能 |
| `--set`, `-s` | 将引脚设置为功能（例如 `io38 alt1`） |
| `--iomux`, `-i` | IOMUX 控制器索引（0=主，1=pmuiomux） |
| `--ie` | 启用输入 |
| `--no-ie` | 禁用输入 |
| `--oe` | 启用输出 |
| `--no-oe` | 禁用输出 |
| `--pu` | 启用上拉 |
| `--pd` | 启用下拉 |
| `--no-pull` | 禁用上拉/下拉 |
| `--ds` | 驱动强度（1-15） |
| `--sl` | 启用摆率 |
| `--no-sl` | 禁用摆率 |
| `--st` | 启用施密特触发器 |
| `--no-st` | 禁用施密特触发器 |

K230 IOMUX 指南

目录

K230 IOMUX 指南#

概述#

寄存器及功能说明#

寄存器#

功能说明#

设备树配置#

示例#

UART0 配置#

I2C0 配置#

PWM 配置#

说明#

用户态配套工具#

使用示例#

使用说明#