General Purpose Input/Output

Els ports GPIO (General Purpose Input/Output, en anglès Entrada/Sortida per a un Ús General) són un tipus de ports d'entrada/sortida molt utilitzats en el món dels microcontroladors, en particular en l'entorn de l'electronica de sistemes incrustats, des de llur aparició cap al començament dels anys 1980.^[1]

Ús

Un connector GPIO ofereix a una placa electrònica la possibilitat de comunicar-se amb altres circuits.

El GPIO és un element molt present en la informàtica. Certes plaques mare com la Intel® NUC DE3815TYBE, o bé plaques de prova com la DSP, integren connectors o instruccions específiques del GPIO.^[2]^[3] La Raspberry Pi disposa d'un connector GPIO des de la seva primera versió, això fa que a més del seu ús com a ordinador personal, també es pugui utilitzar com a controlador d'aplicacions purament electròniques, seguint el model de Stellaris Launchpad o d'Arduino.^[4]^[5]^[6] Altres models de plaques, com ara la BeagleBoard, també integren ports GPIO.

Programació

Diferents biblioteques faciliten la programació dels connectors GPIO. La RaspberryPi, per exemple, disposa de wiringPi^[7] per al llenguatge C, RPi.GPIO^[8] per al llenguatge Python o Pi4J^[9] per al llenguatge Java. En algunes arquitectures també s'hi pot accedir directament des del processador. Per exemple, es pot tenir accés al GPIO del RaspberryPi incloent simplement el fitxer bcm2835.h,^[10] mòdul específic del processador Broadcom BCM 2835 (es troba ja instal·lat a cada RaspberryPi, en un codi font en llenguatge C, això estalvia la necessitat d'utilitzar altres biblioteques).^[11]^[12]

Linux reconeix de forma nativa els ports GPIO. La documentació completa es troba en el lloc oficial del kernel,^[13] on s'explica com programar els controladors de dispositius.

Microsoft Windows integra també una API de desenvolupament específica per a la creació de controladors GPIO.^[14]^[15]

Capacitats

Un connector GPIO pot estar configurat per actuar com a entrada (recepció d'un senyal) o com a sortida (emissió d'un senyal). Quan es configura com a sortida, el senyal que es vol emetre s'ha d'escriure en un registre intern. Quan es configura com a entrada, es pot conèixer el seu estat actuant també amb un registre intern, en aquest cas llegint-lo.

Un connector GPIO només pot tractar senyals binaris del tipus 1 o 0. En altre cas, caldrà una connexió de suport analògica del tipus CAN/CNA com passa amb el MCP3008.^[16]

Els perifèrics GPIO poden generar interrupcions,^[17] amb les quals s'informa d'un canvi d'estat en una entrada.

Un connector GPIO té una alimentació generalment de 3.3Vcc i només pot emetre corrents d'intensitat dèbil, de 3mA a 50mA, per la qual cosa no actuen normalment de forma directa sobre els perifèrics sinó que envien senyals que cal amplificar.^[18]

Vegeu també

Referències

[1] {[enllaç sense format]} http://www.series80.org/PDFs/HP82940A-GPIO.pdf^{[Enllaç no actiu]}

[2] {[enllaç sense format]} http://www.intel.fr/content/www/fr/fr/nuc/nuc-board-de3815tybe.html

[3] {[enllaç sense format]} http://www.ti.com/product/tms320c6474

[4] {[enllaç sense format]} http://tronixstuff.com/2014/01/29/tutorial-pcduino-gpio-arduino-ide/ Arxivat 2014-11-09 a Wayback Machine.

[5] {[enllaç sense format]} http://mchobby.be/wiki/index.php?title=Rasp-Hack-GPIO_Connecteur^{[Enllaç no actiu]}

[6] {[enllaç sense format]} http://www.ti.com/tool/ek-lm4f120xl Arxivat 2014-12-13 a Wayback Machine.

[7] {[enllaç sense format]} https://www.stlo.unicaen.fr/sc12-g2b/index.php/fr/la-librairie-wiring-pi Arxivat 2014-12-19 a Wayback Machine.

[8] ttps://pypi.python.org/pypi/RPi.

[9] {[enllaç sense format]} http://pi4j.com/

[10] {[enllaç sense format]} http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

[11] {[enllaç sense format]} http://www.raspberrypi.org/wp-content/uploads/2012/02/BCM2835-ARM-Peripherals.pdf

[12] {[enllaç sense format]} http://oversimple.fr/tag/bcm2835/

[13] {[enllaç sense format]} https://www.kernel.org/doc/Documentation/gpio

[14] {[enllaç sense format]} http://www.ctcom.com.tw/doc/324257.pdf Arxivat 2016-03-03 a Wayback Machine.

[15] {[enllaç sense format]} http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/hh439512%28v=vs.85%29.aspx

[16] {[enllaç sense format]} https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/reading-a-analog-in-and-controlling-audio-volume-with-the-raspberry-pi.pdf

[17] {[enllaç sense format]} http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/4346/4346-4-rpi-gpio.pdf

[18] {[enllaç sense format]} https://mespotesgeek.fr/controle-dun-dispositif-basse-tension-via-raspberry-pi/ Arxivat 2014-11-11 a Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]