Controlador genérico para cualquier GPIO compatible con gpiod.

Este controlador ha sido probado en la Raspberry Pi, y debería funcionar también en Banana Pi, BeagleBone, Pine64 (et al.) y otras computadoras de una sola placa, y potencialmente en otras plataformas.

1. Propósito

Este controlador permite el uso de los pines GPIO de forma análoga al controlador de puerto paralelo en las PCs x86. Puede usar los mismos generadores de pasos, contadores codificadores y componentes similares.

2. Utilización

loadrt hal_gpio inputs=GPIO5,GPIO6,GPIO12,GPIO13,GPIO16,GPIO17,GPIO18,GPIO19 \
				outputs=GPIO20,GPIO21,GPIO22,GPIO23,GPIO24,GPIO25,GPIO26,GPIO27 \
				invert=GPIO20,GPIO27 \
				reset=GPIO21,GPIO22

Este controlador depende de la librería libgpiod-dev y del paquete gpiod, el cual contiene varias utilidades para configurar y consultar GPIO. Los nombres de pin GPIO en la línea "loadrt" del HAL de arriba deberían ser los nombres obtenidos con el comando gpioinfo.

Ejemplo de salida (truncada):

$ gpioinfo
gpiochip0 - 54 lines:
	line   0:     "ID_SDA"       unused   input  active-high
	line   1:     "ID_SCL"       unused   input  active-high
	line   2:       "SDA1"       unused   input  active-high
	line   3:       "SCL1"       unused   input  active-high
	line   4:  "GPIO_GCLK"       unused   input  active-high
	line   5:      "GPIO5"       unused   input  active-high
	line   6:      "GPIO6"       unused   input  active-high
	line   7:  "SPI_CE1_N"       unused   input  active-high
	line   8:  "SPI_CE0_N"       unused   input  active-high
	line   9:   "SPI_MISO"       unused   input  active-high
	line  10:   "SPI_MOSI"       unused   input  active-high
	line  11:   "SPI_SCLK"       unused   input  active-high
	line  12:     "GPIO12"       unused   input  active-high
	line  13:     "GPIO13"       unused   input  active-high
	line  14:       "TXD1"       unused   input  active-high
	line  15:       "RXD1"       unused   input  active-high
	line  16:     "GPIO16"       unused   input  active-high
	line  17:     "GPIO17"       unused   input  active-high
	line  18:     "GPIO18"       unused   input  active-high
	line  19:     "GPIO19"       unused   input  active-high
	line  20:     "GPIO20"       unused  output  active-high
...

Una lista de pines de entrada y/o salida debería estar especificada como se muestra en el ejemplo de arriba. El caracter \ se usa en HAL para continuación de línea, y se usa para mejorar la legibilidad. Los nombres de pines son sensibles a mayúsculas y no debe haber espacios en las cadenas, tampoco entre las listas de pines separadas por comas ni entre los signos "=".

Modificadores adicionales

invert: (solo válido para salidas). Invierte el sentido del pin físico con relación al valor en HAL.
reinicio: (solo válido para salidas). Si algún pin está en la lista de "reset" entonces se creará un parámetro HAL hal_gpio.reset_ns. Esto no tendrá efecto a menos que se agregue la función hal_gpio.reset al hilo de tiempo real. Esta debería colocarse después de la función hal_gpio.write y debe ser en el mismo hilo. El comportamiento de esta función es equivalente a la misma función en el controlador hal_parport, y permite un pulso de paso cada ciclo de hilo. Si el tiempo hal_gpio.reset_ns se configura más largo que 1/4 del período del hilo al que se agrega, entonces el valor será reducido a 1/4 del período del hilo. Hay un límite inferior para la duración del pulso. Con 8 pines en la lista de salida el ancho de pulso no se puede reducir por debajo de 5000 ns en una RPi4, por ejemplo.

Las funciones siguientes son aceptadas en todas las versiones, pero solo son efectivas si hay una versión de libgpiod_dev >= 1.6 instalada. Deberían ser usadas de la misma manera que los parámetros descritos arriba, y alterarán los parámetros eléctricos de los pines GPIO si es soportado por el hardware.

opendrain

opensource

biasdisable

pulldown

pullup

La versión instalada de libgpiod-dev puede determinarse con el comando gpioinfo -v

3. Pines

hal_gpio.NOMBRE-in - HAL_OUT El valor de un pin de entrada presentado a HAL
hal_gpio.NOMBRE-in-not - HAL_OUT Una versión invertida del anterior, por conveniencia
hal_gpio.NOMBRE-out - HAL_IN Usar este pin para transferir un valor de bit HAL a una salida física

4. Parámetros

hal_gpio.reset_ns - HAL_RW - Usa "setp" y este parámetro para controlar la longitud de pulso de pines agregados a la lista "reset". El valor estará limitado entre 0 y período del hilo / 4.

5. Funciones

hal_gpio.read - Agregarla al hilo base para actualizar los valores del pin HAL y coincidan con los valores de las entradas físicas.
hal_gpio.write - Agregarla al hilo base para actualizar los pines físicos y coincidan con los valores HAL.
hal_gpio.reset - Solo exportada si hay pines definidos en las lista de reset. Debería colocarse después de la función "write", y debería estar en el mismo hilo.

Típicamente la función read estará entre las primeras de la lista de llamadas, antes de cualquier contador codificador; y la función write estará después en la lista de llamadas, después de stepgen.make-pulses.

6. Identificación de pines

Use los nombres de pines devueltos por la utilidad gpioinfo. Esta usa los datos del árbol de dispositivos. Si el SO instalado no tiene una base de datos de árbol de dispositivos entonces todos los pines se nombrarán "unamed" (o similar) y no se podrá usar el controlador.

Una actualización posterior a este controlador podría permitir acceso por número de índice, pero actualmente no está soportado.

7. Solución de problemas de permisos.

Si al cargar el controlador se obtienen mensajes de "access denied", intenta la receta siguiente: (Podría no ser necesaria para Raspbian, y necesitará modificarse para coincidir con el nombre de chip GPIO real en plataformas no Pi)

Crear un nuevo grupo gpio con el comando
```
sudo groupadd gpio
```

Luego para configurar los permisos del grupo "gpio", crear un archivo nombrado 90-gpio-access en el directorio /etc/udev/ruled.d/ con el contenido siguiente (esto se copió de una instalación Raspbian)

SUBSYSTEM=="bcm2835-gpiomem", GROUP="gpio", MODE="0660"
SUBSYSTEM=="gpio", GROUP="gpio", MODE="0660"
SUBSYSTEM=="gpio*", PROGRAM="/bin/sh -c '\
	chown -R root:gpio /sys/class/gpio && chmod -R 770 /sys/class/gpio;\
	chown -R root:gpio /sys/devices/virtual/gpio &&\
	chmod -R 770 /sys/devices/virtual/gpio;\
	chown -R root:gpio /sys$devpath && chmod -R 770 /sys$devpath\
'"

SUBSYSTEM=="pwm*", PROGRAM="/bin/sh -c '\
	chown -R root:gpio /sys/class/pwm && chmod -R 770 /sys/class/pwm;\
	chown -R root:gpio /sys/devices/platform/soc/*.pwm/pwm/pwmchip* &&\
	chmod -R 770 /sys/devices/platform/soc/*.pwm/pwm/pwmchip*\
'"

Agregar el usuario que ejecuta LinuxCNC al grupo gpio con
```
sudo usermod -aG gpio <nombredeusuario>
```

8. Autor

Andy Pugh

9. Problemas conocidos

Ninguno en este momento.