ZYNQ 中斷詳解
zynq linux 中斷號如何對應
在linux系統下,中斷號跟BD中zynq7000 processer中配置的生成的中斷號不是直接對應的,中間有一個“-32” 的關係,如下
For Shared Periperal interrupts, the value in the device tree is the (IRQ - 32) ;
例子 interrupts = <0x0 0x32 0x0>; 中間的參數0X32是中斷號 50
uart@e0001000 { compatible = "xlnx,ps7-uart-1.00.a"; reg = <0xe0001000 0x1000>; interrupts = <0x0 0x32 0x0>; interrupt-parent = <&gic>; clock = <50000000>; }; The second value is the interrupt number. The translate function adds 16 to SPIs and 32 to non-SPIs, so for interrupts generated by fabric logic in a Zynq, the number in the DTS file should be the hardware number (as shown in Xilinx Platform Studio, XPS) minus 32. 翻譯:第二個參數是中斷號。傳遞的過程中會區分是否爲spi中斷,如果是spi中斷則加16,非spi則加32 , 所以在devicetree中的生成的中斷號是實際中斷號減去32 ;
概述:
1. Zynq的中斷類型有:
軟件中斷(Software Generated Interrupt, SGI,中斷號0-15)(16–26 reserved)
私有外設中斷(Private Peripheral Interrupt, PPI,中斷號27-31),
共享外設中斷(Shared Peripheral Interrupt, SPI,中斷號32-95).
2. 私有外設中斷(PPI):每個CPU都有一組PPI,包括全局定時器、私有看門狗定時器、私有定時器和來自PL的FIQ/IRQ.
3. 軟件中斷(SGI)被路由到一個或者兩個CPU上,通過寫ICDSGIR寄存器產生SGI.
4. 共享外設中斷(SPI)由PS和PL上的各種I/O控制器和存儲器控制器產生,這些中斷信號被路由的CPU.
5. 通用中斷控制器(GIC)是核心資源,用於集中管理從PS和PL產生的中斷信號的資源集合。控制器可以使能、關使能、屏蔽中斷源和改變中斷源的優先級,並且會將中斷送到對應的CPU中,CPU通過私有總線訪問這些寄存器。
6. 中斷控制器(ICC,Interrupt Controller CPU)和中斷控制器分配器(ICD, Interrupt Controller Distributor)是GIC寄存器子集。
7. (外部)中斷請求(IRQ)、快速中斷請求(FIQ)
中斷原理
當異常中斷髮生時,系統執行完當前指令後,將跳轉到相應的異常中斷處理處執行。當異常中斷處理程序執行完成後,程序返回到發生中斷指令的下一條指令處繼續執行。在進入異常中斷處理程序時,要保存被中斷程序的執行線程。從中斷處理程序退出時要恢復被中斷程序的執行現場。
中斷寄存器概述
1. 中斷分配器(ICD寄存器):
1) ICDDCR: (0xF8F01000) ICD分配控制寄存器,控制開啓或者關閉中斷配置。
2) ICDICFR: ICD配置寄存器。配置中斷觸發模式(高低電平),共6個寄存器,分別是ICDICFR 0-ICDICFR5(0xF8F01C00-0xF8F01C14),每個寄存器32位,佔4個字節,每個寄存器的位意義不一樣,每2位代表一箇中斷,32位x6/2=96,正好包括所有中斷,
3) ICDIPR:(0xF8F01400-0xF8F0145C)ICD中斷優先級寄存器,共24個寄存器,ICDIPR 0- ICDIPR 23,每個寄存器32位,佔4個字節,每8位代表一箇中斷,32位x24/8=96,正好包括所有中斷。
4) ICDIPTR: (0xF8F01800-0xF8F0185C)ICD CPU接口選擇寄存器,配置CPU接口選擇(cpu0/cpu1),包括24個寄存器,ICDIPTR 0- ICDIPTR 23,每個寄存器32位,佔4個字節,每8位代表一箇中斷,32位x24/8=96,正好包括所有中斷。
**5) ICDICER: 中斷不使能寄存器,**3個寄存器,ICDICER 0- ICDICER 2(0xF8F01180-0xF8F01888),每個寄存器32位,佔4個字節,每位代表一箇中斷,32位x3=96,正好包括所有中斷。寫1表示不使能(屏蔽)。
**6) ICDISER: 中斷使能寄存器,**3個寄存器,ICDISER 0- ICDISER 2(0xF8F01100-0xF8F01108),每個寄存器32位,佔4個字節,每位代表一箇中斷,32位x3=96,正好包括所有中斷。寫1表示使能。
7) ICDICPR: 清除中斷等待寄存器。3個寄存器,ICDICPR 0- ICDICPR 2(0xF8F01280-0xF8F01288),每個寄存器32位,佔4個字節,每位代表一箇中斷,32位x3=96,正好包括所有中斷。寫1表示清除中斷等待狀態。
寄存器 地址 中斷號
ICDICFR0 0xF8F01C00 #0-#15
ICDICFR1 0xF8F01C04 #27-#31(16-26保留)
ICDICFR2 0xF8F01C08 #32-#47(36保留)
ICDICFR3 0xF8F01C0C #48-#63
ICDICFR4 0xF8F01C10 #64-#79
ICDICFR5 0xF8F01C14 #80-#95(93/94/95保留)
2. 中斷控制器(ICC寄存器):
1) ICCPMR: (0xF8F00104)中斷優先級屏蔽寄存器,設置CPU的中斷優先級。(與ICD的中斷優先級比較。比寫到這個寄存器的優先級值大的,cpu可以處理) Xil_Out32(0xF8F00104,0xF0);設置cpu的中斷優先級爲F0。
2) ICCICR:(0xF8F00100)ICC CPU接口配置寄存器,配置CPU接口。使能某個中斷,比如IRQ:Write_Reg(0xF8F00100,0x07)即使處理器能接收IRQ,使能中斷信號連接到處理器。
GPIO中斷源配置
所有GPIO共享一箇中斷(#52,bank1),必須在軟件上檢查INT_MASK和INT_STAT的值判斷是哪個GPIO引發了中斷。
1. INT_MASK(0xE000A20C):中斷屏蔽寄存器,只讀,讀取該寄存器的值可以顯示哪些位被屏蔽和沒有屏蔽(即使能)。
2. INT_ENT(0xE000A210–): 中斷使能寄存器(4個bank,4個寄存器)。寫1,對應的引腳中斷功能開啓,即使能。
3. INT_DIS(0xE000A214—):屏蔽寄存器(4個bank,4個寄存器)。寫1,對應的引腳中斷屏蔽。
4. INT_STAT(0xE000A18–):中斷狀態寄存器(4個bank,4個寄存器)。每一位代表對應的引腳上是否發生中斷事件,中斷髮生時,該引腳的中斷標誌位爲1。如果對該位寫1,清除該引腳的中斷標誌,寫0無操作。
5. INT_TYPE(0xE000A21C–):中斷類型寄存器(4個bank,4個寄存器)。寫1代表邊沿觸發中斷,寫0代表電平觸發中斷。
6. INT_POLARITY(0xE000A220–): 中斷極性寄存器,控制中斷的觸發條件(4個bank,4個寄存器)。寫1代表高電平或者上升沿觸發,寫0代表低電平或者下降沿觸發。
7. INT_ANY(0xE000A224–): 中斷邊沿觸發類型設置寄存器(4個bank,4個寄存器)。寫1代表上升沿和下降沿同時觸發,寫0代表單邊沿觸發中斷,只在INT_TYPE設置爲邊沿觸發中斷(寫1)時有效。
中斷處理過程
爲了使得上層應用程序與硬件中斷跳轉聯繫起來,需要編寫一段中間的服務程序來進行連接,這樣的服務程序被稱爲中斷解析程序。
中斷的流程(不包括寄存器的初始化和設置)
1. 定義中斷向量表
//定義中斷向量表結構體,Handler爲函數,Data爲函數Handler的參數
typedef struct {
Xil_ExceptionHandler Handler;
void *Data;
} XExc_VectorTableEntry;
2. //聲明中斷向量表
extern XExc_VectorTableEntry XExc_VectorTable[];
3. //安裝中斷處理函數 (中斷解析程序)
XExc_VectorTable[5].Handler =(Xil_ExceptionHandler)InterruptHandler_IRQ;
XExc_VectorTable[5].Data = NULL;
4. //IRQ中斷處理函數
void InterruptHandler_IRQ(void);
中斷初始化及配置
1. ICD寄存器組(中斷分配器)的初始化,共計7個。void Int_Init(void);
2. ICC寄存器組(中斷控制器)的初始化並設置,共計2個,void CPU_Init(void);
3. 中斷號(比如UART1 82號,GPIO#52)各個寄存器的初始化.
4. 打開IRQ總異常。Xil_ExceptionEnable();
中斷初始化及配置注意事項:
1. 初始化順序,包括屏蔽、使能、清中斷標誌位等,尤其屏蔽和使能保持一致。
2. 電平觸發、邊沿觸發要配置一致
3. 中斷處理函數中,可以加個延時,防止電平和邊沿的抖動,多次觸發。
4. 中斷處理函數中,注意清除相應中斷的標誌位,爲下次中斷做準備。
5. 打開IRQ中斷的位置,最好在所有中斷初始化完成後,防止開機中斷。
例程:
-
//*******************BTN8按鍵產生中斷打印*******************//
-
#include <stdio.h>
-
#include <string.h>
-
#include "vectors.h"
-
#include "xil_exception.h"
-
#include "xil_io.h"
-
//MIO Register
-
#define DIRM_1 0xE000A244
-
#define INT_EN_1 0xE000A250
-
#define INT_DIS_1 0xE000A254
-
#define INT_STAT_1 0xE000A258//READ:1-int has occurred WRITE:1-clear int status bit
-
#define INT_TYPE_1 0xE000A25C
-
#define INT_POLARITY_1 0xE000A260
-
#define INT_ANY_1 0xE000A264
-
//ICC
-
#define ICCICR 0xF8F00100//CPU Interface Control Register 配置CPU接口
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#define ICCPMR 0xF8F00104//Interrupt priority mask Register 配置CPU中斷優先級
-
//ICD
-
#define ICDDCR 0xF8F01000//Distributor Control Register 控制開啓或關閉中斷配置
-
#define ICDISER1 0xF8F01104//Interrupt Set-enable Register 使能ICD中斷寄存器
-
#define ICDICER1 0xF8F01184//Interrupt clear-enable Register 不使能ICD中斷寄存器
-
#define ICDIPR13 0xf8f01434//Interrupt priority Register ICD中斷優先級
-
#define ICDIPTR13 0xF8F01834//Interrupt Processor Targets Register 配置CPU接口選擇
-
#define ICDICFR3 0xF8F01C0C//Interrupt Configuration Register 配置ICD中斷觸發模式
-
#define ICDICPR1 0xf8f01284//Interrupt clear-pending Register 清除中斷寄存器
-
#define SPI_STATUS_0 0xF8F01D04//SPI Status Register 0
-
#define ICCIAR 0xF8F0010C//Interrupt Acknowledge Register
-
#define ICCEOIR 0xF8F00110//End Of Interrupt Register cpu結束響應,中斷狀態由active->inactive
-
//定義中斷向量表結構體,Handler爲函數,Data爲函數Handler的參數
-
typedef struct {
-
Xil_ExceptionHandler Handler;
-
void *Data;
-
} XExc_VectorTableEntry;
-
//申明中斷向量表
-
extern XExc_VectorTableEntry XExc_VectorTable[];
-
void InterruptHandler_IRQ(void); //IRQ中斷處理函數
-
void Int_Init(void); //GIC中斷初始化, ICD寄存器組
-
void Gpio_Init(void);
-
void CPU_Init(void);
-
int main(void)
-
{
-
XExc_VectorTable[5].Handler =(Xil_ExceptionHandler)InterruptHandler_IRQ;
-
XExc_VectorTable[5].Data = NULL;
-
//initialize
-
Int_Init();
-
CPU_Init();
-
Gpio_Init();
-
xil_printf("begin\r\n");
-
Xil_ExceptionEnable();//這句放在這裏,避免開機中斷
-
while(1);
-
return 0;
-
}
-
void InterruptHandler_IRQ(void)
-
{
-
u32 i;
-
u32 IntID;
-
u32 IntIDFull;
-
xil_printf("come in 1\r\n");
-
for (i = 0; i < 50000000; ++i) {}//延時防抖動
-
//獲取目前發生的中斷號(#52)
-
IntIDFull = Xil_In32(ICCIAR);
-
IntID = IntIDFull & 0x3FF;
-
Xil_Out32(ICDICPR1, 0xFFFFFFFF);//ICD 中斷清標誌位
-
if(52 == IntID)
-
{
-
Xil_Out32(INT_DIS_1, 0x3FFFFF);//GPIO中斷屏蔽
-
Xil_Out32(INT_STAT_1, 0x3FFFFF);//GPIO清除標誌位
-
xil_printf("come in 2\r\n");
-
Xil_Out32(INT_EN_1, 0x40000);//GPIO中斷使能
-
}
-
Xil_Out32(ICCEOIR, IntIDFull);//cpu結束響應,中斷 狀態由active->inactive
-
}
-
//對#52號中斷
-
void Int_Init(void)
-
{
-
Xil_Out32(ICDDCR, 0UL);//關閉中斷配置
-
Xil_Out32(ICDICER1, 0x100000);//不使能 #52
-
// Xil_Out32(ICDICFR3, 0x100);//電平觸發
-
Xil_Out32(ICDICFR3, 0x300);//邊沿觸發
-
Xil_Out32(ICDIPR13, 0xA0);//優先級A0
-
Xil_Out32(ICDIPTR13, 0x01);//處理器爲CPU0
-
Xil_Out32(ICDICPR1, 0xFFFFFFFF);//ICD 所有中斷清標誌位
-
Xil_Out32(ICDISER1, 0x100000);//使能 #52
-
Xil_Out32(ICDDCR, 0x01);//中斷分配器更新狀態
-
}
-
//GPIO MIO_50 MIO50(0x40000) 中斷#52(0x100000)
-
void Gpio_Init(void)
-
{
-
// Xil_Out32(DIRM_1, 0x40000);//output modem 沒影響
-
Xil_Out32(INT_DIS_1, 0x3FFFFF);//中斷屏蔽 [21:0]
-
// Xil_Out32(INT_TYPE_1, 0x000000);//電平觸發
-
// Xil_Out32(INT_POLARITY_1, 0x3FFFFF);//高電平
-
Xil_Out32(INT_TYPE_1, 0x3FFFFF);//邊沿觸發
-
Xil_Out32(INT_POLARITY_1, 0x3FFFFF);//上升沿
-
Xil_Out32(INT_ANY_1, 0x0);//單邊沿
-
Xil_Out32(INT_STAT_1, 0x3FFFFF);//GPIO清除標誌位
-
Xil_Out32(INT_EN_1, 0x40000);//中斷使能
-
}
-
void CPU_Init(void)
-
{
-
//中斷優先級都是A0,優先級高於F0,CPU可接受這些中斷
-
Xil_Out32(ICCPMR,0xF0);
-
//處理器能接收IRQ,使能中斷信號連接到處理器
-
Xil_Out32(ICCICR,0x07);
-
}