【Avnet | NXP FRDM-MCXN947试用活动】+ 上手

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5. 进一步了解
5.1 N947
为了进一步了解这个开发板的功能，我们先看一下这个芯片有什么神奇之处。下图为N947的框架图。

首先，应该注意到，虽然说它是2个M33，但其实应该一个是主核，一个是副核。主核是支持TrustZone，MPU，FPU，SIMD，DSP。主核应该是在上电自动启动的。而副核需要主核的程序执行相应的指令来启动（唤醒）。奇怪的是副核也是M33，应该也支持FPU，SIMD，DSP才对！！。
再看一下右上方的“Connectivity”，这个MCU的USB是支持高速的，应该是内置高速PHY，而不用再外挂USB高速PHY芯片。
另外3个比较有意思的“Acclerators”，“Advanced motor control” 和 “HMI”。从这些功能上看，应该这个MCU侧重在工业控制上的使用，如电机控制，PLC。
还有的就是“Security”这一块，这块应该属于cortex M33共有的特性。


5.2 开发板电路
看完MCU的大致框架，我们来看一下，这个开发板硬件设计是怎样的。下图为FRDM-MCXN947开发板的框图。


第一步先关心一下整个的供电系统，下图为参考手册提供的一种供电方式，也是开发板默认的供电方式。N947主要的供电有三个：VDD_DCDC，VDD_SYS，VDD_CORE，分别经过内部的LDO_CORE，DCDC_CORE，LDO_SYS输出相应的电压，并供给内部模块，和输出到外接引脚。而实际给N947的外部供电只需要3.3V。并且3.3V供给DCDC_CORE后，DCDC_LX最终会通过外部电路供给VDD_CORE。另外还有其他的供电电压，如VDD_ANA，VDD_P0 ~ P4。这些后面再说。而VDD_CORE就是最重要的供电电压。


下图为开发板供电电路，首先，可以通过调试器的USB，或者HS-USB供给5V电压，再通过XC6227转换为3.3V（P3V3_MCU）。P3V3_MCU为MCU主要的供电。

实物中，右下方的绿灯和跳线帽，分别对应上图的D5 和 J24。（J24拆掉，MCU就断电了）
开发板中，使用P3V3_MCU供给内部DCDC，再顺着DCDC_LX ---> DCDC_VDD_CORE ---> VDD_LDO_CORE_IN 和 DCDC_VDD_CORE，最后进入到VDD_LDO_CORE和VDD_CORE1/2。
另外VDD_LDO_SYS_IN也由3.3V供电，VDD_SYS实际外围电路并没有其他东西。

以上是开发板的默认供电方式，通过修改电阻的接法，可以修改为不使用内部DCDC_CORE，而直接使用内部LDO_CORE。这2个区别应该是DCDC的效率更高，但外围电路复杂一点（我看就多个DCDC_Inductor电感）。LDO的方式外围电路的成本更低。
另外，再看一下，N947的外接晶振和复位电路
外部晶振为24MHZ，（另外还有一个32.768KHZ晶振）

复位电路就是一个简单的RC电路加一个复位按键，复位按键位于开发板左上角，调试器USB口旁边。


6. Hello world 代码分析
通过开发板的设计了解了N947的硬件设计后，我们再通过Hello World的样例来了解一下N947的软件方面的知识。
先看Hello World工程整个文件结构



以下为各个文件夹的大致内容或作用
doc：就是这个工程的主要用途，和测试方法
startup：主要就是启动文件，下文会分析一下N947的主核启动。
drivers：外设驱动，NXP给gpio，串口等外设写好的驱动文件，文件名格式为fsl_xxx.c/fsl_xxx.h
device：SOC级别的文件，如N947内核和外设的寄存器定义，主要为drivers中的文件提供寄存器操作使用。
board：根据开发板外围基本电路，如串口，晶振，gpio口，编写的基本功能的源文件。给开发板使用者提供便利。
utilities：方便调试的小功能
component：组件，NXP根据N947外设编写的一些高级一点，通用性高点的驱动，或是软件层面的一些组件，如链表等。
CMSIS：中间件，内核相关的，暂时不关注。
source：应用程序main，和自己编写的应用代码。


那N947是如何启动的？
其实和其他cortex M系列的芯片启动方式方式差不多。打开startup_mcxn947_cm33_core0.c。可以看到ResetISR这个函数，N947启动后首先就是跳到这个函数开始执行代码的。大致步骤为
关闭中断
设置中断向量表
设置栈位置
跳到SystemInit，设置内部时钟
搬运全局数据，包括有初始值数据和未初始化数值（.bss）
跳转到__main，内部会初始化libc库，再跳到主程序的main（）函数。

而在主程序中各种BOARD_xxx()函数。

BOARD_xxx()，相关的函数都在board.c中，其中BOARD_InitBootClocks()其实和SystemInit功能一样，重新根据板载的设计，设置内部的电压和时钟。
BOARD_InitDebugConsole经过几个套壳方法，设置初始化lpuart4，
BOARD_InitDebugConsole
    DbgConsole_Init
       HAL_UartInit
          HAL_UartInitCommon
             LPUART_Init

uart4在board.h中定义

板子上对应接的是P1_8和P1_9


P1_8、P1_9 这2个IO口的复用功能如下：其中FC4_Px的意思应该是FLEXCOMM4，就是lpuart4。奇怪的是在程序并没有使用PORT_SetPinMux()函数来设置IO口的复用功能。


7. 加入LED 闪烁

开发板上对应为P0_10，P0_27，P1_2分别控制红，绿，蓝led。

在main中增加如下函数，大致功能为
使能GPIO0、GPIO1时钟，
初始化3个GPIO，
设置systick的中断时间，可以在systick的中断函数中翻转GPIO。


翻转GPIO操作如下：

上面各个led函数定义其实是在board.h中：

编译，调试。就能看到开发板上的MCU上方的三色灯在闪烁。

现在大概了解N947的开发方法了。