引脚复用（PINMUX）

简介

在现代 SoC 设计中，外设数量持续增长，而物理引脚数量受封装成本与尺寸的限制。为在有限引脚资源下实现系统功能最大化，芯片集成了 PINMUX（引脚复用）功能：通过软件配置，可将单个物理引脚灵活分配给不同的外设模块使用。

因此，在使用某一外设（如 UART、SPI、I2C 等）前，用户需先通过 PINMUX 将该外设的信号映射到指定的物理引脚，从而建立外设与引脚之间的连接通路。

功能描述

PINMUX 的核心是为每个 I/O port 配备一个独立的多路复用器（Multiplexer）。该复用器负责在多个外设信号中进行选择，确保任意时刻仅有一个外设信号占用该引脚，从而避免多外设争用同一引脚导致的信号冲突。

复用器的选择行为由功能 ID 控制：

• 功能 ID 是写入引脚复用寄存器的配置值，用于指定引脚当前连接的外设信号。

• 每个 I/O port 对应一个功能 ID 字段，向该字段写入不同的值，即可将相应的外设信号（如 UART1_RXD、SPI0_CLK、GPIO 等）连接至该引脚。

根据功能 ID 的取值范围，引脚功能可分为两类：专用引脚功能组和全矩阵引脚功能组。

备注

功能 ID 的具体取值及其信号对应关系，请查阅 引脚复用表。

警告

涉及 TrapPin、WakePin、SWDPin 等特殊引脚的使用时，务必先阅读硬件设计指南中的相关注意事项，避免因配置不当导致功能异常。

专用引脚功能组

在专用引脚功能组中，特定外设模块的固定信号仅能连接到对应的专用引脚。其可配置的功能数量相对有限，但这种专用化设计可充分发挥各 IP 模块的性能，满足外设信号质量和速率性能要求。

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RTL8721Dx:

专用引脚功能组的功能 ID 取值范围为 0~{{IC_PARAM_FUNCID_DEDICATE_END}}。

以 PB30 为例，如下图所示的外设信号均可通过引脚复用连接到该引脚。如果将其功能 ID 配置为 16，TIM9 的 TIM9_TRIG 信号将通过引脚复用直接连接到该引脚。

备注

• 专用引脚通常按 功能组 组织，每个功能组包含一组相关引脚。为获得最佳性能，需要在 同一功能组内 选择引脚，避免跨功能组混用。

• 功能组划分的详细信息，请参考 引脚复用表 批注中的 Group 相关描述。

全矩阵引脚功能组

在全矩阵引脚功能组中，该功能组内几乎所有外设模块的信号均可通过配置功能 ID，灵活映射至任意引脚。此设计提供更高的配置自由度，适用于引脚资源紧张、需灵活调配的应用场景。

备注

• 有少量 I/O ports 不支持全矩阵功能，详细信息请参考 引脚复用表。

• 全矩阵引脚功能组的灵活性以一定性能为代价：部分 IP 模块在使用全矩阵引脚时，最高传输速率可能低于使用专用引脚的理论上限，用户应根据实际需求权衡选择。

• 此外，全矩阵引脚功能组中少数引脚可能不支持特定外设，在 引脚复用表 中以 0 标注。

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RTL8721Dx:

全矩阵引脚功能组的功能 ID 取值范围为 {{IC_PARAM_FUNCID_FULL_MATRIX_START}}~{{IC_PARAM_FUNCID_FULL_MATRIX_END}}。

以 PB30 为例：

• 将 PB30 的功能 ID 配置为 19 时，可以将 UART0 的 UART0_TXD 信号连接到 PB30；

• 将 PB30 的功能 ID 配置为 20 时，则可以将 UART0 的 UART0_RXD 信号连接到该引脚。

• 以此类推， PB30 可以配置为全矩阵引脚功能组中的任意功能 ID。