79.ZYNQ内部私有定时器中断

Posted 2020-07-23 A风筝

上篇文章实现了了PS接受来自PL的中断，本片文章将在ZYNQ的纯PS里实现私有定时器中断。每个一秒中断一次，在中断函数里计数加1，通过串口打印输出。

*本文所使用的开发板是Miz702(兼容zedboard) 
PC 开发环境版本：Vivado 2015.2 Xilinx SDK 2015.2*

中断原理

中断对于保证任务的实时性非常必要，在ZYNQ里集成了中断控制器GIC(Generic Interrupt Controller).GIC可以接受I/O外设中断IOP和PL中断，将这些中断发给CPU。 
中断体系结构框图图下： 

软件中断(SGI)

SGI通过写ICDSGIR寄存器产生SGI.

共享中断SPI

通过PS和PL内各种I/O和存储器控制器产生。

私有中断（PPI）

包含：全局定时器，私有看门狗定时器，私有定时器以及来自PL的FIQ/IRQ。本文主要介绍PPI，其它的请参考官方手册ug585_Zynq_7000_TRM.pdf。 
ZYNQ每个CPU链接5个私有外设中断，所有中断的触发类型都是固定不变的。并且来自PL的快速中断信号FIQ和中断信号IRQ反向，然后送到中断控制器因此尽管在ICDICFR1寄存器内反应的他们是低电平触发，但是PS-PL接口中为高电平触发。如图所示： 

私有定时器

zynq中每个ARM core都有自己的私有定时器，私有定时器的工作频率为CPU的一半，比如Miz702或者zedboard的ARM工作频率为666MHZ,则私有定时器的频率为333MHz. 
私有定时器的特性如下： 
（1）32为计数器，达到零时产生一个中断 
（2）8位预分频计数器，可以更好的控制中断周期 
（3）可配置一次性或者自动重加载模式 
（4）定时器时间可以通过下式计算： 
定时时间 = [(预分频器的值 + 1) （加载值 + 1）]/定时器频率

搭建硬件系统工程：

配置ZYNQ PS

把ZYNQ配置为只保留UART1,然后点击OK如图所示 

点击Run Connection Automation，取消掉Apply Board Preset，如图 

最终的框图很简洁，如图： 

建立软件工程

建立一个Hello World工程 
把Helloworld.c的代码修改如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include "platform.h"
 3 #include "xadcps.h"
 4 
 5 #include "xil_types.h"
 6 #include "Xscugic.h"
 7 #include "Xil_exception.h"
 8 #include "xscutimer.h"
 9 
10 //timer info
11 #define TIMER_DEVICE_ID     XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID
12 #define INTC_DEVICE_ID      XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
13 #define TIMER_IRPT_INTR     XPAR_SCUTIMER_INTR
14 
15 //#define TIMER_LOAD_VALUE  0x0FFFFFFF
16 #define TIMER_LOAD_VALUE    0x13D92D3F
17 
18 static XAdcPs  XADCMonInst; //XADC
19 static XScuGic Intc; //GIC
20 static XScuTimer Timer;//timer
21 
22 static void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr,
23         XScuTimer *TimerInstancePtr, u16 TimerIntrId);
24 
25 static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef);
26 
27 int main()
28 {
29      XScuTimer_Config *TMRConfigPtr;     //timer config
30      printf("------------START-------------\n");
31      init_platform();
32      //
33      //私有定时器初始化
34      TMRConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TIMER_DEVICE_ID);
35      XScuTimer_CfgInitialize(&Timer, TMRConfigPtr,TMRConfigPtr->BaseAddr);
36      XScuTimer_SelfTest(&Timer);
37      //加载计数周期，私有定时器的时钟为CPU的一般，为333MHZ,如果计数1S,加载值为1sx(333x1000x1000)(1/s)-1=0x13D92D3F
38      XScuTimer_LoadTimer(&Timer, TIMER_LOAD_VALUE);
39      //自动装载
40      XScuTimer_EnableAutoReload(&Timer);
41      //启动定时器
42      XScuTimer_Start(&Timer);
43 
44 
45      //set up the interrupts
46      SetupInterruptSystem(&Intc,&Timer,TIMER_IRPT_INTR);
47 
48      while(1){
49      }
50 
51      return 0;
52 }
53 
54 void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr,
55         XScuTimer *TimerInstancePtr, u16 TimerIntrId)
56 {
57 
58         XScuGic_Config *IntcConfig; //GIC config
59         Xil_ExceptionInit();
60         //initialise the GIC
61         IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
62         XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig,
63                         IntcConfig->CpuBaseAddress);
64         //connect to the hardware
65         Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
66                     (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
67                     GicInstancePtr);
68         //set up the timer interrupt
69         XScuGic_Connect(GicInstancePtr, TimerIntrId,
70                         (Xil_ExceptionHandler)TimerIntrHandler,
71                         (void *)TimerInstancePtr);
72         //enable the interrupt for the Timer at GIC
73         XScuGic_Enable(GicInstancePtr, TimerIntrId);
74         //enable interrupt on the timer
75         XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstancePtr);
76         // Enable interrupts in the Processor.
77         Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);
78     }
79 
80 static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef)
81 {
82 
83     static int sec = 0;   //计数
84     XScuTimer *TimerInstancePtr = (XScuTimer *) CallBackRef;
85     XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);
86     sec++;
87     printf(" %d Second\n\r",sec);  //每秒打印输出一次
88 
89 }

上电测试

可以看到串口终端每秒输出一次，并且值加1递增