ZYNQ入门 中断使用 generated, software, private, shared, 控制器

pengpengpang

任何一个嵌入式系统级的设计都离不开中断，对于拥有双cotex-A9的Zynq来说也一样。Zynq的中断设计由ARM与GIC pl390中断控制器组成，用于接收IOP(I/O peripherals)与PL的信号。如下图所示，CPU中的中断分为PPIs(private peripheral interrupts)，SGIs(software generated interrupts)与SPIs(shared peripheral interrupts)其中，通过写GIC(generic interrupt controller)的寄存器来产生SGIs。从Xilinx给出的ug585手册中可以清晰的看出GIC与PPIs，SCIs,SPIs的关系。GIC可以管理从PS与PL部分产生的中断，并且对其使能，优先级等作出设置，与普通ARM相同，所有的中断都会赋予一个中断ID，用作CPU的相应。


对于SPIs来说，其中断源也可以从任意子系统PS中的IOP或者PL部分的信号产生。下图为中断控制器的框图，更能够体现出PPIs,SPIs,SGIs的关系，中断响应后会从与之对应的CPU接口进行处理。


下面就分别来说说这三种中断，对于SGIs来说，每一个CPU核可以通过SGIs来响应自己的，其他的或者两个CPU核的中断，通过写ICDSGIR控制器来控制SGIs，ICDICFR0是控制SGIs优先级及触发条件的寄存器，这是一个只读寄存器，由此我们可以看出SGIs的触发条件是上升沿，不可以进行更改。


对于PPIs来说，每一个CPU都连接到5个PPI，同样的，ICDICFR1为PPIs的优先级及触发条件控制寄存器，是只读的，因而PPIs的触发条件也不可更改。需要注意到的是，PL部分的快速响应中断FIQ(fast interrupt)信号与普通中断IRQ(interrupt)需要被送往中断控制器中，所以即便ICDICFR1规定IRQ与FIQ的响应等级为low level，但是他们的在PS与PL接口的响应等级仍是high。


最后是SPIs，有多达60种中断类型可以由任一CPU或者PL部分产生，为了响应这么多的中断，我们必须对GIC进行编写，但是Zynq启动的过程中并没有对GIC进行编写，因此我们需要在SDK中对其进行编辑。同样的，这些中断的触发条件也已经被规定了，不能够进行更改。SPI的中断太多了，不一一列举，大家可以去ug585中查看这些中断。但是让笔者比较疑惑的是，既然中断的触发类型不能够被更改，为什么SDK的库中会有更改中断触发形式的函数呢。GIC是Zynq中断的大脑，这些中断远不能达到GIC pl39所能控制的极限。
我们以一个简单地中断响应程序来作为例子，了解如何使用Zynq的中断，同样的使用XPS+SDK来进行设计。
首先我们使用BSB新建工程；


同样的选择ZC702，删除所有的外设；



添加两个个GPIO外设的IP核，一个外设作为LED显示，另一个外设作为中端IO，这里记得在中端IO的设置中勾选interruput使能，不需要对GPIO做其他设置；


下一步要将GPIO外设加入中断中，可以看到IRQ_F2P没有任何连接；


我们将中断IO加入IRQ，单击L to H : no connection，添加中断源；


XPS部分就设计完毕了，生成比特流之后导入SDK中，进行软件设计。SDK为我们提供了使用中断的库文件 xscugic.h(system control unit generic interrupt controller),没有查到scu的缩写，姑且认为是系统控制单元的缩写，比较好理解。
中断设置很简单，跟其他的单片机程序一样，主要有以下几部分
首先进行GPIO初始化，这个就不需要多说了。
其次进行中断的设置，如中断控制，全局中断允许等等，主要用了以下函数
XScuGic_LookupConfig 中断设置查找
XScuGic_CfgInitialize GIC初始化
XScuGic_SetPriorityTriggerType 设置中断优先级及中断触发方式，笔者在这里
有些疑问，手册上面说中断触发方式不可以更改这里为何有这个函数呢，还需要研究一下
XScuGic_Connect 设置中断服务程序入口地址
XScuGic_Enable GIC允许
XGpio_InterruptGlobalEnable GPIO全局中断允许
XGpio_InterruptEnable 相应GPIO中断允许
Xil_ExceptionInit 异常处理函数
Xil_ExceptionRegisterHandler
Xil_ExceptionEnable
最后编写中断服务程序，在中断服务程序中需要先禁止中断使能，完成服务程序后再打开。
总结来看，由于SDK提供的库文件使得Zynq中断使用很方便简单，并且中断源很多，加上PS部分与PL部分的配合，使用非常灵活。
来源：转载自中国嵌入式系统网