为什么芯片上的所有引脚都不是GPIOs？

Question

Linux状态下的GPIOs文档：

通用输入输出(GPIO)是一种灵活的软件控制数字信号.它们由多种芯片提供，对于使用嵌入式和自定义硬件的Linux开发人员来说非常熟悉。

如果我们能够控制一个引脚的行为，那么为什么芯片上的所有引脚都不是GPIOs呢？

或

我们如何通过软件为芯片上的引脚提供功能？

请解释一下。

Answer 1

当您设计集成电路(芯片)时，您在设计时考虑了某种组件模型，这些内部组件可能有特定的需求，无法在不同的引脚之间重新分配，那么这些引脚就是固定的功能。

例如，与内存控制器相关的引脚具有非常严格的性能要求(在信号完整性、切换速率、输出驱动程序、电容方面)，这些引脚是固定功能不可重分配的，因此不能将这些引脚用于GPIO。如果您这样做，您将以一个较慢的芯片结束，因为额外的电路改变这些值变得不可行。其他例子是功率域引脚(这些引脚被称为VCC、VDD、VEE、GND )。

这就是为什么GPIO引脚总是与诸如SPI、I2C、SMBUS这样的慢接口共享，而从不与SATA、DDR等快速接口共享。

在其他情况下，唯一的原因是，如果没有特定的组件，芯片就没有意义，例如，假设您必须拥有RAM内存，那么RAM专用引脚就不需要重新分配，因为您永远不会在没有RAM内存的情况下实现系统，也不会需要将这些引脚用于GPIO。

Answer 2

SOC中的所有引脚都不是GPIO。映射为GPIO的一组特定的引脚。其他引脚被配置为特定的接口，如DDR，SPI，I2C.等等，包括时钟、数据和电源引脚。GPIO是通用引脚，可根据用户需求用于任何用途。它可用于处理IRQ，触发器重置，发光LEDs..etc。

例如，假设FPGA通过GPIOs连接到SOC。用户需要通过这些GPIO引脚编程FPGA。在SOC方面，用户需要编写一个具有上述顺序的特定程序来驱动这些GPIO来编写FPGA配置文件。