DCU_APP/GD32E508_DCU_APP/comm/esc_exmc_bus.cpp

/**
 * @file esc_exmc_bus.cpp
 * @brief LAN9252 ESC 的 EXMC 16-bit 并行总线驱动实现。
 *
 * 使用 GigaDevice gd32e50x_exmc 标准库。
 * 注意：DFP 只把 FMC 注册为 CMSIS 组件，EXMC 未进组件列表；
 * 源文件放在 RTE/Device/... 并由 cproject group device_exmc 本地编译。
 */
#include "comm/esc_exmc_bus.h"
#include "sys/config.h"
#include <stdio.h>

extern "C" {
#include "gd32e50x_rcu.h"
#include "gd32e50x_gpio.h"
#include "gd32e50x_exmc.h"  /* RTE/Device/GD32E508VE 或 -I 同目录 */
}

/* 内存映射访问宏:基址 + 偏移(按 16-bit 半字对齐,LAN9252 HBI 地址左移 1 位)。 */
#define ESC_EXMC_REG16(offset)   (*(volatile uint16_t*)(CONFIG_ESC_EXMC_BASE_ADDR + (offset)))

bool EscExmcBus::s_ok = false;

bool EscExmcBus::init()
{
    s_ok = false;

    ECAT_LOGI("[ECAT][EXMC] init: enable RCU clocks\r\n");
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_EXMC);

    /* 配置 16-bit 数据线 D0-D15 为 AF 推挽 */
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D0_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D0_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D1_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D1_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D2_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D2_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D3_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D3_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D4_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D4_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D5_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D5_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D6_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D6_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D7_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D7_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D8_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D8_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D9_PORT,  GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D9_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D10_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D10_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D11_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D11_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D12_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D12_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D13_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D13_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D14_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D14_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_D15_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_D15_PIN);

    /* 控制线:A16 / A17 / NOE / NWE / NE1
     * A17(PD12) 用于 HBI Indexed Mode 访问 HBI_DATA_0，已将 LAN9252 A2 (Pin 29) 接到 PD12。 */
    gpio_init(CONFIG_EXMC_A16_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_A16_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_A17_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_A17_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_NOE_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_NOE_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_NWE_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_NWE_PIN);
    gpio_init(CONFIG_EXMC_NE1_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, CONFIG_EXMC_NE1_PIN);
    ECAT_LOGI("[ECAT][EXMC] init: GPIO configured (D0-D15/A16/A17/NOE/NWE/NE1)\r\n");

    /*
     * EXMC NOR/SRAM Region1：16-bit、非复用、异步写。
     * 时序（AHB=180MHz，1 HCLK ≈ 5.56ns）：
     *   LAN9252 HBI 最小读/写周期约 100ns → data_setup ≥ 18 HCLK。
     * asyn_* 字段单位为 HCLK 计数（库文档范围 address_setup 1..16，data_setup 2..256）。
     */
    exmc_norsram_parameter_struct norsram_init;
    exmc_norsram_timing_parameter_struct rw_timing;
    exmc_norsram_timing_parameter_struct wr_timing;

    norsram_init.read_write_timing = &rw_timing;
    norsram_init.write_timing = &wr_timing;
    exmc_norsram_struct_para_init(&norsram_init);

    norsram_init.norsram_region   = CONFIG_ESC_EXMC_BANK_NOR_SRAM_REGION1;
    norsram_init.write_mode       = EXMC_ASYN_WRITE;
    norsram_init.extended_mode    = DISABLE;
    norsram_init.asyn_wait        = DISABLE;
    norsram_init.nwait_signal     = DISABLE;
    norsram_init.memory_write     = ENABLE;
    norsram_init.nwait_config     = EXMC_NWAIT_CONFIG_BEFORE;
    norsram_init.wrap_burst_mode  = DISABLE;
    norsram_init.nwait_polarity   = EXMC_NWAIT_POLARITY_LOW;
    norsram_init.burst_mode       = DISABLE;
    norsram_init.databus_width    = EXMC_NOR_DATABUS_WIDTH_16B;
    norsram_init.memory_type      = EXMC_MEMORY_TYPE_SRAM;
    norsram_init.address_data_mux = DISABLE;

    /* 读/写共用时序（非 extended mode） */
    rw_timing.asyn_access_mode       = EXMC_ACCESS_MODE_A;
    rw_timing.syn_data_latency       = EXMC_DATALAT_2_CLK;
    rw_timing.syn_clk_division       = EXMC_SYN_CLOCK_RATIO_DISABLE;
    rw_timing.bus_latency            = 1U;
    rw_timing.asyn_address_setuptime = 2U;   /* ~11ns */
    rw_timing.asyn_address_holdtime  = 2U;   /* min 2 */
    rw_timing.asyn_data_setuptime    = 20U;  /* ~111ns ≥ 100ns HBI */

    wr_timing = rw_timing;

    ECAT_LOGI("[ECAT][EXMC] init: applying NOR/SRAM Region1 params (16b, async, t_data=%u HCLK)\r\n",
           (unsigned)rw_timing.asyn_data_setuptime);

    exmc_norsram_init(&norsram_init);
    exmc_norsram_enable(CONFIG_ESC_EXMC_BANK_NOR_SRAM_REGION1);

    /* 总线探活:Region1 使能后立即读取 LAN9252 芯片 ID 低半字(期望 0x4321)。
     * 0x0000/0xFFFF 通常意味着 EXMC 时序不满足、地址线接错或 ESC 未上电;
     * 此处仅做总线可见性探活,芯片 ID 完整性校验留给 EscLan9252::init()。 */
    const uint16_t probe_low = read16((uint32_t)0x0000U << 1U);
    const uint16_t probe_high = read16((uint32_t)0x0002U << 1U);
    const uint32_t probe_id = ((uint32_t)probe_high << 16) | probe_low;
    ECAT_LOGI("[ECAT][EXMC] init: Region1 enabled, probe id_lo=0x%04X id_hi=0x%04X (id=0x%08lX)\r\n",
           (unsigned)probe_low, (unsigned)probe_high, (unsigned long)probe_id);

    /* 总线挂死(全 0/全 1)视为 EXMC 未就绪;chip ID 完整校验在 EscLan9252::init()。 */
    if (probe_low == 0x0000U && probe_high == 0x0000U) {
        LOG_ERR("[ECAT][EXMC] init: FAIL, bus reads all-zero (check wiring/NE1/A16/timing)\r\n");
        return false;
    }
    if (probe_low == 0xFFFFU && probe_high == 0xFFFFU) {
        LOG_ERR("[ECAT][EXMC] init: FAIL, bus reads all-ones (check ESC power/NOE/NWE)\r\n");
        return false;
    }

    s_ok = true;
    ECAT_LOGI("[ECAT][EXMC] init: OK, bus visible\r\n");
    return true;
}

__attribute__((section(".ramfunc"), noinline))
uint16_t EscExmcBus::read16(uint32_t offset)
{
    return ESC_EXMC_REG16(offset);
}

__attribute__((section(".ramfunc"), noinline))
void EscExmcBus::write16(uint32_t offset, uint16_t data)
{
    ESC_EXMC_REG16(offset) = data;
}