第十三章 ZYNQ-MIZ702 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Miz702 PC 开发环境版本：Vivado 2015.4 Xilinx SDK 2015.4

13.0本章难度系数★★☆☆☆☆☆

13.1 ZYNQ 中断介绍

13.1.1 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。

13.1.2 ZYNQ CPU软件中断 (SGI)

ZYNQ 2个CPU 都具备各自16个软件中断。

13.1.3 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

13.2 搭建硬件工程

Step1:新建一个名为为Miz702_sys的工程

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

Step3:由于Miz702兼容zedboard 因此选择zedboard开发包

Step4:单击Finish

13.3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，然后单击Run Block Automation

Step6:直接单击OK

Step7:在你点击了OK后，你会发现DDR以及FICED_IO自劢的延伸出来。

Step8: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：

Step9:双击 ZYNQ,打开Re-customize IP对话框，使能IRQ_F2P

Step10:使能UART1点击Run Connection Automation,按照如图所示配置后单击OK

Step11:添加一个GPIO IP,添加5个输入，按照如图所示配置，使能中断

Step12:再添加一个GPIO IP，添加8个输出按照如图所示配置,点击OK

Step13:单击Run Connection Automation,将2个GPIO进行自动连线

Step14: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

Step15: 右击 system.bd, 单击Generate Output Products

Step16:支部操作会产生执行、仿真、综合的文件

Step17:右击system.bd 选择 Create HDL Wrapper 这步的作用是产生顶层的HDL文件

Step18:选择Leave Let Vivado manager wrapper and auto-update 然后单击OK

Step19:添加xdc约束文件

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {btns_5bits_tri_i[4]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {btns_5bits_tri_i[3]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {btns_5bits_tri_i[2]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {btns_5bits_tri_i[1]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {btns_5bits_tri_i[0]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[0]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[1]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[2]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[3]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[4]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[5]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[6]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {leds_8bits_tri_o[7]}]

set_property PACKAGE_PIN T18 [get_ports {btns_5bits_tri_i[0]}]

set_property PACKAGE_PIN R18 [get_ports {btns_5bits_tri_i[1]}]

set_property PACKAGE_PIN R16 [get_ports {btns_5bits_tri_i[2]}]

set_property PACKAGE_PIN P16 [get_ports {btns_5bits_tri_i[3]}]

set_property PACKAGE_PIN N15 [get_ports {btns_5bits_tri_i[4]}]

set_property PACKAGE_PIN T22 [get_ports {leds_8bits_tri_o[0]}]

set_property PACKAGE_PIN T21 [get_ports {leds_8bits_tri_o[1]}]

set_property PACKAGE_PIN U22 [get_ports {leds_8bits_tri_o[2]}]

set_property PACKAGE_PIN U21 [get_ports {leds_8bits_tri_o[3]}]

set_property PACKAGE_PIN V22 [get_ports {leds_8bits_tri_o[4]}]

set_property PACKAGE_PIN W22 [get_ports {leds_8bits_tri_o[5]}]

set_property PACKAGE_PIN U19 [get_ports {leds_8bits_tri_o[6]}]

set_property PACKAGE_PIN U14 [get_ports {leds_8bits_tri_o[7]}]

Step19:执行->产生bit文件

13.4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

13.5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;

}

13.6结果

下载好之后，按键按下可以看到相应的LED被点亮

13.7 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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