ZYNQ中斷使用入門基礎(chǔ)教程

任何一個嵌入式系統(tǒng)級的設(shè)計都離不開中斷，對于擁有雙cotex-A9的Zynq來說也一樣。Zynq的中斷設(shè)計由ARM與GIC pl390中斷控制器組成，用于接收IOP(I/O peripherals)與PL的信號。如下圖所示，CPU中的中斷分為PPIs(private peripheral interrupts)，SGIs(software generated interrupts)與SPIs(shared peripheral interrupts)其中，通過寫GIC(generic interrupt controller)的寄存器來產(chǎn)生SGIs。從Xilinx給出的ug585手冊中可以清晰的看出GIC與PPIs，SCIs,SPIs的關(guān)系。GIC可以管理從PS與PL部分產(chǎn)生的中斷，并且對其使能，優(yōu)先級等作出設(shè)置，與普通ARM相同，所有的中斷都會賦予一個中斷ID，用作CPU的相應(yīng)。

對于SPIs來說，其中斷源也可以從任意子系統(tǒng)PS中的IOP或者PL部分的信號產(chǎn)生。下圖為中斷控制器的框圖，更能夠體現(xiàn)出PPIs,SPIs,SGIs的關(guān)系，中斷響應(yīng)后會從與之對應(yīng)的CPU接口進行處理。

下面就分別來說說這三種中斷，對于SGIs來說，每一個CPU核可以通過SGIs來響應(yīng)自己的，其他的或者兩個CPU核的中斷，通過寫ICDSGIR控制器來控制SGIs，ICDICFR0是控制SGIs優(yōu)先級及觸發(fā)條件的寄存器，這是一個只讀寄存器，由此我們可以看出SGIs的觸發(fā)條件是上升沿，不可以進行更改。

對于PPIs來說，每一個CPU都連接到5個PPI，同樣的，ICDICFR1為PPIs的優(yōu)先級及觸發(fā)條件控制寄存器，是只讀的，因而PPIs的觸發(fā)條件也不可更改。需要注意到的是，PL部分的快速響應(yīng)中斷FIQ(fast interrupt)信號與普通中斷IRQ(interrupt)需要被送往中斷控制器中，所以即便ICDICFR1規(guī)定IRQ與FIQ的響應(yīng)等級為low level，但是他們的在PS與PL接口的響應(yīng)等級仍是high。

最后是SPIs，有多達60種中斷類型可以由任一CPU或者PL部分產(chǎn)生，為了響應(yīng)這么多的中斷，我們必須對GIC進行編寫，但是Zynq啟動的過程中并沒有對GIC進行編寫，因此我們需要在SDK中對其進行編輯。同樣的，這些中斷的觸發(fā)條件也已經(jīng)被規(guī)定了，不能夠進行更改。SPI的中斷太多了，不一一列舉，大家可以去ug585中查看這些中斷。但是讓筆者比較疑惑的是，既然中斷的觸發(fā)類型不能夠被更改，為什么SDK的庫中會有更改中斷觸發(fā)形式的函數(shù)呢。GIC是Zynq中斷的大腦，這些中斷遠不能達到GIC pl39所能控制的極限。

我們以一個簡單地中斷響應(yīng)程序來作為例子，了解如何使用Zynq的中斷，同樣的使用XPS+SDK來進行設(shè)計。

首先我們使用BSB新建工程；

同樣的選擇ZC702，刪除所有的外設(shè)；

添加兩個個GPIO外設(shè)的IP核，一個外設(shè)作為LED顯示，另一個外設(shè)作為中端IO，這里記得在中端IO的設(shè)置中勾選interruput使能，不需要對GPIO做其他設(shè)置；

下一步要將GPIO外設(shè)加入中斷中，可以看到IRQ_F2P沒有任何連接；

我們將中斷IO加入IRQ，單擊L to H : no connection，添加中斷源；

XPS部分就設(shè)計完畢了，生成比特流之后導(dǎo)入SDK中，進行軟件設(shè)計。SDK為我們提供了使用中斷的庫文件 xscugic.h(system control unit generic interrupt controller),沒有查到scu的縮寫，姑且認為是系統(tǒng)控制單元的縮寫，比較好理解。

中斷設(shè)置很簡單，跟其他的單片機程序一樣，主要有以下幾部分

首先進行GPIO初始化，這個就不需要多說了。

其次進行中斷的設(shè)置，如中斷控制，全局中斷允許等等，主要用了以下函數(shù)

XScuGic_LookupConfig 中斷設(shè)置查找

XScuGic_CfgInitialize GIC初始化

XScuGic_SetPriorityTriggerType 設(shè)置中斷優(yōu)先級及中斷觸發(fā)方式，筆者在這里

有些疑問，手冊上面說中斷觸發(fā)方式不可以更改這里為何有這個函數(shù)呢，還需要研究一下

XScuGic_Connect 設(shè)置中斷服務(wù)程序入口地址

XScuGic_Enable GIC允許

XGpio_InterruptGlobalEnable GPIO全局中斷允許

XGpio_InterruptEnable 相應(yīng)GPIO中斷允許

Xil_ExceptionInit 異常處理函數(shù)

Xil_ExceptionRegisterHandler

Xil_ExceptionEnable

最后編寫中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中需要先禁止中斷使能，完成服務(wù)程序后再打開。

總結(jié)來看，由于SDK提供的庫文件使得Zynq中斷使用很方便簡單，并且中斷源很多，加上PS部分與PL部分的配合，使用非常靈活。