NUC970BSP Linux 3.10.x配置相关

1万 · 2021-8-1 17:13

1 开发环境介绍

开发环境连线

开发板设置
NUC970系列芯片支持多种启动模式: SPI启动、Nand Flash启动、eMMC启动、USB ISP模式。启动模式可以通过PA[1：0]来设置。另外，管脚复用可通过跳线根据系统需求来设置，具体可以参考开发板使用文件来做相应的设置。

2 BSP安装2.1 系统需求

建立linux开发环境，需要有安装linux环境，可以安装在pc上或安装在虚拟机上。
具体请参考BSP使用手册。
2.2 BSP相关库

Patch 用来打补丁的工具
Libc6-dev 交叉编译所需的动态连接的32位函数库（i386版本）
Libncurses5-dev 设置内核接口所需使用的动态连接库
Minicom 或cutecom 串口工具用来显示以及控制uboot及内核
2.3 BSP安装步骤

Linux BSP包含了三个目录，各目录下的内容如下：
l /BSP：一个压缩包，包含了U-Boot，Linux内核、范例程序的源码、交叉编译工具、以及根文件系统。
l /Documents：BSP相关说明文件
l /Tools：Windows上的烧写工具及驱动程序
将BSP目录中的压缩包复制到Linux开发机器上，使用下面的命令解压缩：
#tar zxvf nuc970bsp.tar.gz
#cd nuc970bsp
在此目录中有安装脚本install.sh。此脚本需要管理者权限才可以执行，可以选择使用“su”命令切换到管理者来执行。
#su
#./install.sh
或是使用sudo来执行安装脚本（若是安装的Linux没有开放root权限，例如Ubuntu，则可以使用本方式来安装BSP）
# sudo ./install.sh
以下是整个安装过程：

若是使用的Linux开发环境之前已经安装过新唐提供的交叉编译工具，安装脚本会询问是否要重新安装交叉编译工具，否则脚本并不会询问使用者，而是直接在/usr/local/arm_linux_4.3目录安装编译工具。在第一种情况下，若要重新安装可输入Y（或者是yes、y、YES），然后按Enter键。
完成交叉编译工具后，安装脚本会询问安装Linux内核、U-Boot、以及范例程序的绝对路径。安装完成后的bsp目录内容如下：
l applications：范例程序及开源程序
l image/kernel：使用默认设置编译好的内核
l image/U-Boot：使用默认设置预先编好的支持NAND或SPI Flash的U-Boot执行文件及环境变量env.txt文件。其中U-Boot的默认执行地址均为0xE00000。
l linux-3.10.x：内核源代码
l rootfs：根文件系统
l uboot：U-Boot源码
安装脚本会尝试为安装的目录设置正确权限，并将交叉编译器的路径增加到系统搜索路径（$PATH）中。但在有些Linux版本中，可能发生无**确设置的问题。此时需要麻烦用户手动设置正确的权限且将/usr/local/arm_linux_4.3/usr/bin加到$PATH中。
请注意，在安装完成后，用户需要先登出再登入，$PATH的设定才会生效。

1万 · 2021-8-1 17:14

3 Linux内核配置3.1 内核设置界面

Linux内核支持各种不同设置，可将不需要的功能移除，只保留需要的功能，减少内核消耗的资源。
要进入内核设置界面，请在linux-3.10.x目录下输入“make menuconfig”的命令，即可进入内核设置界面。
内核设置菜单是多层次的。在当前页面内，可通过上、下、左、右四个方向键选择菜单的位置。上下键选择要控制的内核功能，左右键则是用来选择最下排的功能按钮。按“Enter”键进入下层菜单。最下排按钮共有5个，依次为Select、Exit、Help、Save、Load，具体功能如下：
l Select：当停留在该键时，用空格键选择内核功能。[ ]表示该功能禁止，不编进内核，该功能选中编进内核，[M]表示编译成模块，需手动加载。
l Exit：返回上一菜单，若为最上层菜单则提示是否要保存并退出。
l Help：选择显示帮助
l Save：保存当前设置
l Load：载入已保存设置
在设置完成后，内核设置会保存到linux-3.10.x目录下的.config文件中。
3.2 默认设置

新唐为NUC970系列芯片提供了默认设置，建议用户在更改内核设置前，先加载默认设置，再进行更改。加载默认设置的命令如下：
#make _defconfig
其中：可设为：nuc972,nuc973,nuc976,nuc977
例如：#make nuc972_defconfig //加载NUC972的默认设置。
有时因内核设置错误造成无法开机时，可通过默认设置来恢复到可开机状态。
3.3 LINUX内核设置

本节根据不同的驱动或功能，介绍所需要使能的内核设置。
3.3.1 基本系统设置

l 使能模块加载功能
有些驱动程序只支持动态加载，例如USB WiFi驱动程序、USB device的驱动等。使能模块加载功能支持，系统启动后可通过insmod命令来加载驱动模块。

l 模块卸载功能
使能模块加载功能支持后，若系统需要支持动态卸载功能，则需要按下图设置模块卸载功能支持。这样就可以使用rmmod来卸载模块了。

l 启动命令设置
用来设置系统启动参数，如根文件系统类型、内存大小、console波特率等。以下只是一个简单的设置，详细说明请参考Documentation/kernel-parameters.txt。

1万 · 2021-8-1 17:17

3.3.2 网络功能设置

l TCP/IP设置
使能网络功能设置如下：

l WiFi无线网络设置
若要使用无线网络设备，除了要设置上面的TCP/IP外，还需要设置下面的选项。

3.3.3 驱动配置
l Audio音频接口配置
I2S接口的配置如下：

I2S支持主模式或从模式，用户可根据需要选择两者之一。
选定I2S后，将同时选中NAU8822 codec驱动。另外，配置codec驱动时必须配置I2C接口驱动，系统才能正确加载NAU8822设备。
如果audio应用程序是使用旧的OSS架构编写的，需要配置下面两项，使ALSA兼容OSS架构。可参口音频演示程序alsa_audio。（源代码位于BSP/applications/demos/alsa_audio目录下）

l Cryptographic Accelerator配置
要支持Cryptographic Accelerator，前先配置Networking support里的PF_KEY socket。

然后再打开Cryptographic API里面的相关设定

NUC970 Cryptographic Accelerator硬件支持AES、DES及3-DES crypto加密算法，以及支持SHA及HMAC hash算法，可参考Demo程序crypto。（代码位于BSP/applications/demos/crypto目录下）
l DMA配置
NUC970系列芯片支持DMA功能。要在内核中使能DMA，需进入“DMA Engine support”菜单，配置“NUC970 DMA support”。
如果需要在内核中使用DMA，请参照linux-3.10.x/drivers/dma/dmatest.c中的使用方法，如果需要实际了解dmatest.c的运作流程，可开启“DMA Test Client”。DMA test client将会被自行带起来。

1万 · 2021-8-1 17:19

l Ethernet网口配置
NUC970系列支持两个网口，可分别开启或同时开启。要支持网口除了网口驱动外，PHY驱动也需要配置。NUC970开发板上使用的是ICPlus的PHY，若是使用其它的PHY，请配置相应的PHY驱动。

l Etimer配置
NUC970内核执行时，使用基本时钟来计时。另外还提供了四通道的加强型时钟，可输入50%占空比的输出或是支持捕获功能。四个通道可独立控制，以下是相关的配置界面，不使用的可配置成“No output”或“No input”。下图是把通道0和1配置成分别使用PC.6、PC.8输出，通道2和通道3配置成使用PC.11和PC.13作为捕获管脚的例子。

应用程序可使用ioctrl()来控制Etimer的功能，目前支持了toggle out、trigger counting mode及free counting mode等三个功能。在捕获模式下（trigger counting mode及free counting mode），所捕获到的值可由read()读回（单位是us），代表了两次触发条件的间隔。不论是toggle out或是捕获模式单位均为us。可参考BSP中的demo程序（源码位于BSP/applications/demos/etimer）来开发所需要的功能。

1万 · 2021-8-1 17:20

l GPIO配置
NUC970系列芯片支持GPIO控制接口，要让内核支持GPIO控制，需配置“NUC970 GPIO support”及“/sys/class/gpio/…”。

GPIO驱动程序将NUC970系列芯片的GPIO口从GPIOA~GPIOJ每组都保留32个号码，所以GPIOA编号0x000~0x01F，GPIOB编号0x020~0x03F，GPIOC编号0x040~0x05F，GPIOD编号0x060~0x07F，GPIOE编号0x080~0x09F，GPIOF编号0x0A0~0x0BF，GPIOG编号0x0C0~0x0DF，GPIOH编号0x0E0~0x0FF，GPIOI编号0x100~0x11F，GPIOJ编号0x120~0x13F。
用户可通过sysfs接口来控制各GPIO。“/sys/class/gpio/…”是通用的GPIO控制接口，可以通过下面的方法来控制GPIO：
l /sys/class/gpio/export：打开某个GPIO
l /sys/class/gpio/unexport：关闭某个GPIO
l /sys/class/gpio/gpio0/direction：控制GPIOA00的方向in或out
l /sys/class/gpio/gpio0/value：控制GPIOA00的输出值1或0
下面是设定GPIOA0输出High的例子：

也可以参考demo程序gpio_demo（源码位于BSP/applications/demos/gpio目录）
在其他的驱动程序中可以通过下列步骤来控制GPIO：
l 在驱动程序中加入#include
l 依据archarmmach-nuc970includemachgpio.h决定使用哪个GPIO
l 以NUC970_PC7为例，具体控制如下：
设定输入模式：gpio_direction_input(NUC970_PC7)
设定输出模式和输出值：gpio_direction_output(NUC970_PC7,1)
设定输出high：gpio_set_value(NUC970_PC7,1)
设定输出low：gpio_set_value(NUC970_PC7,0)
取值：gpio_get_value(NUC970_PC7)
确认GPIO是否正在使用：gpio_request(NUC970_PC7,”NUC970_PC7”)
获取GPIO中断号码：gpio_to_irq(NUC970_PC7)
使用GPIO中断的例子：

1万 · 2021-8-1 17:22

l 配置GPIO模拟I2C接口
除了使用硬件I2C，还可使用GPIO来模拟实现I2C，通过修改arch/arm/mach-nuc970/dev.c中i2c_gpio_adpater_data结构来选择使用的管脚。如设定
.sda_pin=NUC970_PG1,
.scl_pin = NUC970_PG0
即时是使用PG0为SCL，使用PG1为SDA。

l I2C接口配置
I2C接口配置如下：

I2C Port 1有多组管脚供选择，如Port-B、Port-G、Port-H或者Port-I
选择硬件I2C，系统将使用NUC970内建的I2C控制器进行I2C的控制
I2C port0 上挂载了5个设备，分别是OV7725、OV5640、NT99050、NT99141及NAU8822，用户可自行修改、新增设备或将设备修改至port1上，只要修改文件arch/arm/mach-nuc970/dev.c中的nuc970_i2c_clients0结构。

1万 · 2021-8-1 17:25

l LCD接口配置
要支持LCD屏，需配置内核下列选项：

在开发板上已接有800×480 的5寸LCD屏，使用18bit的数据线与屏连接，颜色数为RGB888（24-bit）
如果要将Linux的企鹅**在屏上显示出来，则需配置下列选项：

这样开机时，就可在屏上看到Linux的企鹅**。
可参考demo程序lcm，了解如可操作frame buffer。（源码位于BSP/applications/demos/lcm目录）
l MTD NAND flash配置
NAND flash的驱动是挂载在MTD子系统之下的，配置如下。NAND flash接口有两组管脚可选：Port C、Port I，需根据硬件连接情况来选择。

驱动中的基本设置如果需要由U-boot环境参数传入就必须将“Command line partition table parsing”选上，否则就使用驱动程序里的默认配置，将MTD分为三个分区。上电进入shell后，分别是/dev/mtdblock0、/dev/mtdblock1及/dev/mtdblock2。第一块是放置U-Boot的空间，第二块放置内核文件，第三块是用来挂载YAFFS2或UBIFS文件系统的空间。若是配置有需要更改，例如增加或减少分区、修改分区大小，请直接编辑uboot/include/nuc970_evb.h或drivers/mtd/nand/nuc970_nand.c
l PWM配置
NUC970 BSP中的内核版本为3.10，但3.10的PWM驱动程序不支持用户程序通过sysfs接口控制PWM，所以目前的PWM子系统是另外由3.11移植回3.10的，方便用户程序控制PWM。
要支持PWM，请配置下面的选项，使用的管脚可根据硬件修改，不使用的通道配置成“No output”即可。

要通过sysfs控制PWM，首先在系统开机后，进入/sys/class/pwm/，可看到四个PWM（pwmchip0~3），每组代表着一个PWM通道。要使用前，需要进入要控制的通道目录执行echo 0 >export，此时会生成一个pwm0目录，这样就可以开始控制这个通道了。在新生成的目录中有几个文件可用来控制PWM，下面列出来这些文件：
l period：控制周期，单位ns。目前驱动支持最小单位是us，以打出20us周期波为例：echo 20000>period
l duty_cycle：设置占空比。单位ns。打出15us
l polarity：设置输出相位。Set Active high：echo 1 > polarity或Set Active low：echo 0 > polarity
l enable：使能禁止控制。使能：echo 1 > enable；禁止：echo 0 > enable。
下面就是一个开启PWM0，并输出周期为30us，占空比为33%的例子：

l Ralink RT3070 802.11 WiFi支持
要支持RT3070 USB WiFi功能的话，除了使能无线网络功能、USB host驱动、模块加载支持外，还要开启下面的设置：

并且在boot command加上以下命令：

RT3070的驱动并没有放在内核源码之中，而是单独放在
BSP/applications/DPO_RT3070_LinuxSTA_V2.3.0.2_20100412/ 目录下。所以编译产生的是内核模块，需要动态加载。
编译时先修改目录下的Makefile，设定正确的内核源码路径，而后输入make命令进行编译。

编译完成后，产生驱动模块rt3070sta.ko。本驱动使用时，除了将本驱动模块放到文件系统中外，还要将RT2870STA.dat复制到根文件系统的etc/Wireless/RT2870STA/ 目录下。

1万 · 2021-8-1 17:27

该驱动的使用说明：
1) 加载驱动模块：insmod rt3070sta.ko
2) 启动无线网口：ifconfig ra0 up
3) 使用BSP中的wireless_tool.29版本连接到无线网
使用WEP方式连接的命令：

使用WPAPSK方式连接的命令：

使用WPA2PSK方式连接的命令：

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原文链接：https://blog.csdn.net/DIANZI520SUA/article/details/106681185
4) 连线成功后，设置固定IP或使用DHCP获取动态IP。DHCP的命令如下：

1万 · 2021-8-1 17:28

l RS232、RS485、IrDA串口配置
NUC970系列带有11个串口，可以分别独立配置，请按下面的说明来使能串口功能。每个串口可以单独的开关。除UART0、UART3、UART5外，其他串口都有多组管脚可选择，需要一起设置。其中，UART0这组串口是保留给console使用的，不需要在这里配置。

若是把串口作为红外控制使用，除了需要使能串口功能外，还需要按照下面配置红外模块的驱动选项：

1万 · 2021-8-1 17:30

l SD卡配置
NUC970支持两个SD卡接口，目前的驱动只能选择使用其中之一，不能同时使用两个SD。若选择使用SD1，需要配置使用的管脚，可选择Port E、Port H或Port I。

系统启动后，若是检测到有卡插入，会在/dev下出现一个mmcblk0的设备。若卡上有分区，会依分区方式另外出现mmcblk0、mmcblk1等设备。
l SPI接口配置
NUC970系列芯片支持两个SPI接口，可以单独使能或同时使能，下面是同时使能两个SPI接口的配置：

SPI port 0 管脚可选择Normal（4PIN）或Quad（6PIN）模式。
SPI port 1则可选择Port B/Port I（Normal mode）或者Port B/Port I（Quad mode）。
如要使用SPI flash，需要开启MTD功能，配置如下选项：

另外，还要配置JFFS2文件系统后，才能正确使用SPI Flash设备。
JFFS2文件系统的设置方式请参考文件系统配置的章节。
Linux内核需正确识别SPI flash后，才能对其读写。要让内核识别新的SPI flash，请
修改/新增driver/mtd/devices/m25p80.c中的m25p_ids结构。

以及 arch/arm/mach-nuc970/dev.c中的nuc970_spi_flash_data结构。
其中 .type字段需与m25p_ids结构中的其中一个字段相同，否则无法匹配到正确的设备。

如想修改SPI Flash partition数，则可修改 arch/arm/mach-nuc970/dev.c中的nuc970_spi_flash_partitions结构。

1万 · 2021-8-1 17:31

l USB Host配置

要支持USB Host，请先勾选打开USB Host支持，NUC970 USB Host包含EHCI（USB 2.0）及OHCI（USB 1.1）两个USB Host控制器，必须同时打开，具体如下面所示：

其中在“NUC970 EHCI（USB 2.0）support”下，根据所使用的芯片型号，选择USB Host port power pin。可选择USB Host port0及port1 分别由PE.14及PE.15控制，或是选择统一由PF.10控制。除了NUC970的USB host驱动需要设置，另外还需要选择所要支持的设备类别，例如Mass Storage，若是要选择Mass Storage，则需先开启SCSI设备支持，才会出现Mass Storage的选项。

l USB Host与HID设备

如想使用USB HID（如USB mouse、keyboard）等设备，除了需要使能USB host外，还需要开启HID及input功能，请参考如下配置：

1万 · 2021-8-1 17:32

l 配置USB Device

编译完内核后，会产生三个module文件 fs/configfs/configfs.ko、drivers/usb/gadget/libcomposite.ko、driver/usb/gadget/g_mass_storage.ko，需要将这三个文件复制到rootfs或使系统可以存取到的地方。

USB Mass Storage Gaget的使用方法如下（以mmcblk0p1设备为例）：

l VCAP图片获取接口配置

NUC970系列芯片支持Video捕获接口，要在内核中使能此功能，首先必须开启“cameras/video grabbers support”，然后进入“Encoders,decoders, sensors and other helper chips”选项中，开启“NUC970 Video-in support”并且选择摄影机的型号，目前支持OV7725、OV5640、NT99050及NT99141。

Video-Capture接口需要使用I2C接口来控制摄像头，所以在开启Video-Capture接口之前必须设定先开启I2C接口。

1万 · 2021-8-1 17:33

l Watchdog Timer看门狗设置

要支持看门狗，请参考下面的设置。目前缺省的超时为2.03秒。用户程序可通过ioctl()下的WDIOC_SETTIMEOUT命令更改超时时间。驱动中支持三个不同周期，输入小于2的话，是0.53秒。介于2~8之间的话是2.03秒，而超过8的话是设置成8秒。可参考wdt的演示程序。（BSP/applications/demos/wdt目录）

l Window Watchdog Timer 窗口看门狗配置

要支持窗口看门狗，请参考以下设置。

NUC970窗口看门狗与看门狗主要有两个差异：第一，设置使能之后，无法更改设置，无法停止；第二，只能在特定的时间内让窗口看门狗复位，而不是如同看门狗只要还没有超时，随时可复位。所以应用程序在使用时，一定要先使用ioctl()的WDIOC_GETTIMELEFT命令获取可复位的时间，只有等返回时间为0时才可使用WDIOC_KEEPALIVE命令窗口看门狗复位，否则在不正确的时间下达WDIOC_KEEPALIVE命令，会马上造成系统复位。可参考wwdt演示程序。（BSP/applications/demos/wwdt目录）

l Keypad配置

如果要使用开发板上的keypad，则需选择“Keypad pins are 4×2 matrix PH pin”，可搭配keypad范例程序（BSP/applications/demos/keypad）来使用。

1万 · 2021-8-1 17:34

l RTC配置

l ADC电池配置

NUC970系列芯片支持ADC Battery接口，需开启Power supply class support中的“NUC970 ADC battery driver”。如下图：

在shell模式下可以进入“sys/class/power_supply”中找到NUC970 Bettery(ADC)进入后即可查看目前的状态，如下所示：

电池电压：cat voltage_now

电池百分比：cat present

l ADC keypad/touch screen配置

NUC970系列芯片支持ADC keypad/touchscreen接口，必须进入“Input device support”中，然后开启进入“Input NUC970 ADC”，即可看见“Keypad support”和“Touchscreen support”，选择需要的功能开启即可。

当使用keypad时，可以通过修改drivers/input/nuvoton/nuc970adc.c中的nuc970_keycode来修改按键上报值及nuc970_key_th来设定ADC的门限值，假设把ADC得到的电压需要分成八个key则nuc970_keycode[0]设定第一个key上报的key值和nuc970_key_th[0]设定第一个key相对应ADC的电压范围；nuc970_keycode[1]设定第二个key上报的key值和nuc970_key_th[1]设定第二个key相对应ADC的电压范围，依次类推如下：

1万 · 2021-8-1 17:35

l SCUART智能卡串口模式配置

NUC970系列带有2个智能卡接口，这两个接口除了智能卡功能外，也可当成基本串口来使用。当系统自带的串口不够用时，可以用来扩充出两个串口。在智能卡串口模式下，SC_CLK作发送，而SC_DAT作接收。这两个接口可以分别使能，请根据下面的说明来使能串口功能，每个串口可以单独的开关，其中SCUART0有两组管脚供选择，使能时需要同时选择管脚。

在智能卡串口模式下，设备文件是 /dev/ttySCU0或/dev/ttySCU1。基本操作与普通串口相同，但限制比普通串口多，如发送及接收各只有四级FIFO，不支持流量控制，也不支持RS485、IrDA等传输模式。当系统串口足够用时，请优先考虑使用普通串口。

l Loop back设备设置

Loop back设备可让系统读写一个文件就像读写block设备一样，这个文件可以是任何系统可以读写的文件系统，然后加载到指定的loop back设备上即可使用。使能设置方式如下：

使用方法如下：

1、生成文件

2、格式化文件（以FAT文件系统为例）

3、加载文件

1万 · 2021-8-1 17:36

3.3.4 文件系统配置

l FAT文件系统配置

FAT是SD卡以及U盘上常见的文件格式。FAT文件系统需配置下面选项

以SD卡的第一分区为例，加载文件系统的命令是：

l JFFS2文件系统配置

JFFS2是NAND flash上使用的文件系统之一，要支持jffs2文件系统请配置下面的选项。

1万 · 2021-8-1 17:37

l ROMFS文件系统配置

ROMFS文件系统是根文件系统使用的格式之一，请配置下面的选项来支持ROMFS文件系统：

l YAFFS2文件系统配置

YAFFS2是NAND flash上使用的文件系统之一，使用YAFFS2需要先使能MTD的“Caching block device access to MTD devices Device drivers”。YAFFS2的配置如下：

加载YAFFS2文件系统的命令如下：

1万 · 2021-8-1 17:38

l exFAT文件系统配置

exFat是微软开发出来的新一代文件系统，exFAT修改了FAT在单个文件大小及设备容量上的限制问题。exFAT的配置如下：

以SD卡的第一分区为例，加载exFAT文件系统的命令如下：

l FUSE文件系统配置及NTFS文件系统支持

FUSE（Filesystem in Userspace）, 是指完全在用户层实现的文件系统。用户可以通过FUSE系统实现各种自定的文件系统，较常见的使用FUSE来实现的用户文件系统有NTFS-3G、SSHFS等。下面介绍如何通过FUSE来实现微软的NTFS系统（NTFS-3G）。

可以按照下面的配置来使能FUSE文件系统：

NTFS-3G是一个由Tuxera公司开发并维护的开源项目，目的是为Linux提供NTFS分区的驱动程序，能够安全快速的对Windows NT（包括Windows 2000、Windows XP、Windows Server 2003和Windows Vista）的文件系统进行读写。目前NTFS-3G最新版本是Tuxera公司于2014年2月23日发布的ntfs-3g_ntfsprogs-2014.2.15。

下载地址：http://www.tuxera.com/community/ntfs-3g-download/。

下载完后，根据ntfs-3g上的使用手册进行编译，完成后使用下面的命令即可使用。

1万 · 2021-8-1 17:39

l UBIFS文件系统配置

UBIFS是用于固态硬盘设备上的文件系统，与LogFS相互竞争，作为JFFS2的后续文件系统之一，UBIFS在设计效率上比YAFFS2、JFFS2更适合MLC NAND Flash。如：UBIFS支持write-back，它写入的资料会被cache，直到有必要写入时才写到flash，大大地降低分散小区块数量并提高I/O效率。

1万 · 2021-8-1 17:40

3.3.5 使用FIQ

一般的中断在某些时候可能会被系统锁住，进而影响此中断的实时性。这是，就可以使用本章节内所提的FIQ，来确保中断的实时性。

l 内核配置

l 使用方法举例

初始化流程如下（以timer2为例）：

其中，regs.ARM_r8必须为fiq handler的地址及regs.ARM_r10必须为REG_AIC_IPER的位置。另外需要再对timer2进行必要配置即可使用FIQ。