第十二章 ZYNQ-MIZ701 PL中断请求

 

本篇文章主要介绍外设（PL）产生的中断请求，在PS端进行处理。
在PL端通过按键产生中断，PS接受到之后点亮相应的LED.

本文所使用的开发板是Miz701 PC 开发环境版本：Vivado 2015.4 Xilinx SDK 2015.4

12.0本章难度系数★★☆☆☆☆☆

12.1 ZYNQ 中断介绍

12.1.1 ZYNQ中断框图

可以看到本例子中PL到PS部分的中断经过ICD控制器分发后后同时进入CPU1 和CPU0。从下面的表格中可以看到中断向量的具体值。PL到PS部分一共有20个中断可以使用。其中4个是快速中断。剩余的16个是本章中涉及了，可以任意定义。如下表所示。

12.1.2 ZYNQ CPU软件中断 (SGI)

ZYNQ 2个CPU 都具备各自16个软件中断。

12.1.3 ZYNQ CPU 私有端口中断

这些中断都是固定死的，不能修改。这里有2个PL到CPU的快速中断nFIQ

11.1.4 ZYNQ PS和PL共享中断

12.2 搭建硬件工程

Step1:新建一个名为为Miz701_sys的工程

Step2:选择RTL Project 勾选Do not specify source at this time

Step3:选择xc7z010clg400-1作为开发器件。

Step4:单击Finish

12.3使用IP Integrator创建硬件系统

Step1:单击Create Block Design

Step2:输入system

Step3:单击下图中添加IP按钮

Step4:搜素单词z选择ZYNQ7 Processing System，然后双击

Step5:添加进来了ZYNQ CPU IP，然后双击对其进行配置。

Step6：修改输入时钟频率为50MHZ,PL端频率FCLK_CLK0频率为100MHZ。

Step7:修改内存类型为MT41K256M16 RE-125。

Step8：在MIO configuration选项中，勾选添加UART1接口。

Step9:在Interrupt选项中，使能IRQ_F2P,单击OK完成修改。

Step10：单击Run  Block Automation进行智能布线。

Step11:直接单击OK

Step12:在你点击了OK后，你会发现DDR以及FICED_IO自动的延伸出来。

Step13:连线的作用就是把PS的时钟可以接入PL部分，当然这里我们暂时用不到PL部分的资源。在Block文件中，我们迚行连线，将鼠标放在引脚处，鼠标变成铅笔后迚行拖拽，连线如下图所示：

Step14:添加一个GPIO IP,添加1个输入，按照如图所示配置，使能中断

Step15：再添加一个GPIO IP,添加4个输出，按照如图所示配置。

Step16:单击Run Connection Automation,将GPIO进行自动连线

Step17:把axi_gpio_0的ip2intc_irpt和ZYNQ PS的 IRQ_F2P[0:0]连在一起，并且修改GPIO的名字如图所示：搭建好的硬件系统连接，如图所示

Step18: 右击 system.bd, 单击Generate Output Products

Step19:支部操作会产生执行、仿真、综合的文件

Step20:右击system.bd 选择 Create HDL Wrapper 这步的作用是产生顶层的HDL文件

Step21:选择Leave Let Vivado manager wrapper and auto-update 然后单击OK

Step22:添加xdc约束文件

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_4bits_tri_o[3]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_4bits_tri_o[2]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_4bits_tri_o[1]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_4bits_tri_o[0]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {button_tri_i[0]}] set_property PACKAGE_PIN T17 [get_ports {button_tri_i[0]}] set_property PACKAGE_PIN F17 [get_ports {leds_4bits_tri_o[0]}] set_property PACKAGE_PIN J15 [get_ports {leds_4bits_tri_o[1]}] set_property PACKAGE_PIN G14 [get_ports {leds_4bits_tri_o[2]}] set_property PACKAGE_PIN D18 [get_ports {leds_4bits_tri_o[3]}]

Step23:执行->产生bit文件

12.4导出SOC硬件到SDK

Step1:File->Export->Export Hardware

Step2:勾选Include bitstream 直接单击OK

Step3:File->Launch SDK加载到SDK

Step4:单击OK

12.5软件工程

新建一个PL_PS_INTC空的工程，并且添加main.c把以下代码添加进去

#include "xparameters.h" #include "xscugic.h" #include "xil_exception.h" #include "xgpio.h" // Parameter definitions #define INTC_DEVICE_ID      XPAR_PS7_SCUGIC_0_DEVICE_ID #define LED_DEVICE_ID       XPAR_AXI_GPIO_1_DEVICE_ID #define BTNS_DEVICE_ID      XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID #define INTC_GPIO_INTERRUPT_ID XPAR_FABRIC_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR #define BTN_INT             XGPIO_IR_CH1_MASK // This is the interrupt mask for channel one #define DELAY 100000000 XGpio   LED; XGpio   BTNInst; XScuGic INTCInst; static u8 btn_value; //---------------------------------------------------- // PROTOTYPE FUNCTIONS //---------------------------------------------------- static void BTN_Intr_Handler(void *baseaddr_p); static int InterruptSystemSetup(XScuGic *XScuGicInstancePtr); static int IntcInitFunction(u16 DeviceId, XGpio *GpioInstancePtr); //---------------------------------------------------- //  INTERRUPT SERVICE ROUTINE(ISR) //also know as : INTERRUPT HANDLER FUNCTION // - called by the buttons interrupt, performs push buttons read //---------------------------------------------------- void BTN_Intr_Handler(void *InstancePtr) { unsigned char led_val = 0; // Ignore additional button presses if ((XGpio_InterruptGetStatus(&BTNInst) & BTN_INT) !=             BTN_INT) { return; // Disable GPIO interrupts     XGpio_InterruptDisable(&BTNInst, BTN_INT);              }     btn_value = ~XGpio_DiscreteRead(&BTNInst, 1)&0x1f; switch (btn_value){ case 0x01: led_val = 0x01; break; case 0x02: led_val = 0x02; break; case 0x04: led_val = 0x04; break; case 0x08: led_val = 0x08; break; case 0x10: led_val = 0x10; break; default:break;  }     XGpio_DiscreteWrite(&LED,1,led_val); // Acknowledge GPIO interrupts     (void)XGpio_InterruptClear(&BTNInst, BTN_INT); // Enable GPIO interrupts     XGpio_InterruptEnable(&BTNInst, BTN_INT); } //---------------------------------------------------- // MAIN FUNCTION //---------------------------------------------------- int main (void) { int status; // 初始化按键   status = XGpio_Initialize(&BTNInst, BTNS_DEVICE_ID); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; //初始化LED   status = XGpio_Initialize(&LED, LED_DEVICE_ID); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; // 设置按键IO的方向为输入   XGpio_SetDataDirection(&BTNInst, 1, 0xFF); //设置LED IO的方向为输出   XGpio_SetDataDirection(&LED, 1, 0x00); // 初始化中断控制器   status = IntcInitFunction(INTC_DEVICE_ID, &BTNInst); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; while(1){   } return (0); } //---------------------------------------------------- // INTERRUPT SETUP FUNCTIONS //---------------------------------------------------- int IntcInitFunction(u16 DeviceId, XGpio *GpioInstancePtr) { XScuGic_Config *IntcConfig; int status; // Interrupt controller initialization     IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(DeviceId);     status = XScuGic_CfgInitialize(&INTCInst, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; // Call interrupt setup function     status = InterruptSystemSetup(&INTCInst); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; // Register GPIO interrupt handler     status = XScuGic_Connect(&INTCInst,                              INTC_GPIO_INTERRUPT_ID,                              (Xil_ExceptionHandler)BTN_Intr_Handler,                              (void *)GpioInstancePtr); if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE; // Enable GPIO interrupts     XGpio_InterruptEnable(GpioInstancePtr, 1);     XGpio_InterruptGlobalEnable(GpioInstancePtr); // Enable GPIO interrupts in the controller     XScuGic_Enable(&INTCInst, INTC_GPIO_INTERRUPT_ID); return XST_SUCCESS; } int InterruptSystemSetup(XScuGic *XScuGicInstancePtr) { // Register GIC interrupt handler     Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,                                  (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,                                  XScuGicInstancePtr);     Xil_ExceptionEnable(); return XST_SUCCESS; }

12.6结果

下载好之后，按键按下可以看到相应的LED移位一次。

12.7 本章小结

本章学习了外部中断，通过PL传递开发板按键的中断，然后在PS接受处理中断。

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