第十四章 ZYNQ TIMER定時器中斷

 

上篇文章實現了了PS接受來自PL的中斷，本片文章將在ZYNQ的純PS裏實現私有定時器中斷。每隔一秒中斷一次，在中斷函數裏計數加1，經過串口打印輸出。

本文所使用的開發板是Miz702 PC 開發環境版本：Vivado 2015.4 Xilinx SDK 2015.4

14.0本章難度係數★★☆☆☆☆☆

14.1中斷原理

中斷對於保證任務的實時性很是必要，在ZYNQ裏集成了中斷控制器GIC(Generic Interrupt Controller).GIC能夠接受I/O外設中斷IOP和PL中斷，將這些中斷髮給CPU。 
中斷體系結構框圖圖下：

14.1.1軟件中斷(SGI)

SGI經過寫ICDSGIR寄存器產生SGI.

14.1.2共享中斷SPI

經過PS和PL內各類I/O和存儲器控制器產生。

14.1.3私有中斷（PPI）

包含：全局定時器，私有看門狗定時器，私有定時器以及來自PL的FIQ/IRQ。本文主要介紹PPI，其它的請參考官方手冊ug585_Zynq_7000_TRM.pdf。 
ZYNQ每一個CPU連接5個私有外設中斷，全部中斷的觸發類型都是固定不變的。而且來自PL的快速中斷信號FIQ和中斷信號IRQ反向，而後送到中斷控制器所以儘管在ICDICFR1寄存器內反應的他們是低電平觸發，可是PS-PL接口中爲高電平觸發。如圖所示： 

14.1.4私有定時器

zynq中每一個ARM core都有本身的私有定時器，私有定時器的工做頻率爲CPU的一半，好比Miz702的ARM工做頻率爲666MHZ,則私有定時器的頻率爲333MHz. 
私有定時器的特性以下：
（1）32位計數器，達到零時產生一箇中斷 
（2）8位預分頻計數器，能夠更好的控制中斷週期 
（3）可配置一次性或者自動重加載模式 
（4）定時器時間能夠經過下式計算： 
定時時間 = [(預分頻器的值 + 1) （加載值 + 1）]/定時器頻率

14.2 搭建硬件工程

Step1:新建一個名爲爲Miz702_sys的工程

Step2:選擇RTL Project 勾選Do not specify source at this time

Step3:因爲Miz702兼容zedboard 所以選擇zedboard開發包

Step4:單擊Finish

14.3使用IP Integrator建立硬件系統

Step1:單擊Create Block Design

Step2:輸入system

Step3:單擊下圖中添加IP按鈕

Step4:搜素單詞z選擇ZYNQ7 Processing System，而後雙擊

Step5:添加進來了ZYNQ CPU IP，而後單擊Run Block Automation

Step6:直接單擊OK

Step7:在你點擊了OK後，你會發現DDR以及FICED_IO自勱的延伸出來。

Step8:連線的做用就是把PS的時鐘能夠接入PL部分，固然這裏咱們暫時用不到PL部分的資源。在Block文件中，咱們進行連線，將鼠標放在引腳處，鼠標變成鉛筆後迚行拖拽，連線以下圖所示：

Step9: 右擊 system.bd, 單擊Generate Output Products

Step10:支部操做會產生執行、仿真、綜合的文件

Step11:右擊system.bd 選擇 Create HDL Wrapper 這步的做用是產生頂層的HDL文件

Step12:選擇Leave Let Vivado manager wrapper and auto-update 而後單擊OK

Step13:執行->產生bit文件

14.4導出SOC硬件到SDK

Step1:File->Export->Export Hardware

Step2:勾選Include bitstream 直接單擊OK

Step3:File->Launch SDK加載到SDK

Step4:單擊OK

14.5 創建軟件工程

創建一個TIMER_INTC空的工程，而且添加main.c 添加以下代碼

#include <stdio.h> #include "xadcps.h" #include "xil_types.h" #include "Xscugic.h" #include "Xil_exception.h" #include "xscutimer.h" //timer info #define TIMER_DEVICE_ID     XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID #define INTC_DEVICE_ID      XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID #define TIMER_IRPT_INTR     XPAR_SCUTIMER_INTR //#define TIMER_LOAD_VALUE  0x0FFFFFFF #define TIMER_LOAD_VALUE    0x13D92D3F //static XAdcPs  XADCMonInst; //XADC static XScuGic Intc; //GIC static XScuTimer Timer;//timer static void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr,         XScuTimer *TimerInstancePtr, u16 TimerIntrId); static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef); int main() {      XScuTimer_Config *TMRConfigPtr;     //timer config      printf("------------START-------------\n");    //  init_platform();      //      //私有定時器初始化      TMRConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TIMER_DEVICE_ID);      XScuTimer_CfgInitialize(&Timer, TMRConfigPtr,TMRConfigPtr->BaseAddr);      XScuTimer_SelfTest(&Timer);      //加載計數週期，私有定時器的時鐘爲CPU的通常，爲333MHZ,若是計數1S,加載值爲1sx(333x1000x1000)(1/s)-1=0x13D92D3F      XScuTimer_LoadTimer(&Timer, TIMER_LOAD_VALUE);      //自動裝載      XScuTimer_EnableAutoReload(&Timer);      //啓動定時器      XScuTimer_Start(&Timer);      //set up the interrupts      SetupInterruptSystem(&Intc,&Timer,TIMER_IRPT_INTR);      while(1){      }      return 0; } void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr,         XScuTimer *TimerInstancePtr, u16 TimerIntrId) {         XScuGic_Config *IntcConfig; //GIC config         Xil_ExceptionInit();         //initialise the GIC         IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);         XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig,                         IntcConfig->CpuBaseAddress);         //connect to the hardware         Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,                     (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,                     GicInstancePtr);         //set up the timer interrupt         XScuGic_Connect(GicInstancePtr, TimerIntrId,                         (Xil_ExceptionHandler)TimerIntrHandler,                         (void *)TimerInstancePtr);         //enable the interrupt for the Timer at GIC         XScuGic_Enable(GicInstancePtr, TimerIntrId);         //enable interrupt on the timer         XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstancePtr);         // Enable interrupts in the Processor.         Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);     } static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef) {     static int sec = 0;   //計數     XScuTimer *TimerInstancePtr = (XScuTimer *) CallBackRef;     XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);     sec++;     printf(" %d Second\n\r",sec);  //每秒打印輸出一次 }

14.6測試結果

能夠看到串口終端每秒輸出一次，而且值加1遞增。

14.7本章小結

中斷對於實時系統是很是重要的，能夠說是是實時性的保障吧。本章簡要介紹了ZYNQ的中斷原理和中斷類型，詳細介紹了私有定時器，創建了完整的工程進行測試。

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