ZYNQ GPIO应用

本文介绍了ZYNQ GPIO的使用,重点讲解了EMIO如何通过PL扩展IO,并结合中断实现按键检测。内容涵盖了IP配置、中断初始化及处理、硬件连接和CPU GPIO配置。同时展示了如何利用GPIO实现IIC接口读写EEPROM的示例。

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总结一下zynq的GPIO应用
zynq的GPIO分为PS部分的MIO和PS-PL配合使用的EMIO(用PL端的IO扩展GPIO),由PS调度。这里描述一下这个EMIO的应用。

IP的方式扩展IO
在vivado下配置AXI接口的GPIO
这里写图片描述

这里例化了两组GPIO,一组作为 LED的输出IO,一组作为按键的输入IO,采用中断方式检测电平变化

#include <stdio.h>
#include <xgpio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xscugic.h"
#include "xscutimer.h"
#include "./inc/gpio.h"

static XGpio led_out_4b;
static XGpio BTNInst; 
static XScuGic INTCInst; 

int XGpio_InterruptInitialize(void)
{
    int status; 
    printf("LED 4bit Init.............\r\n");

    status = XGpio_Initialize(&led_out_4b,XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID);   //Init LED GPIO
    if(status != XST_SUCCESS) 
        return XST_FAILURE; 
    XGpio_SetDataDirection(&led_out_4b,1,0x00);                         //Set GPIO as output


    status = XGpio_Initialize(&BTNInst, BTNS_DEVICE_ID); 
    if(status != XST_SUCCESS) 
        return XST_FAILURE; 
    XGpio_SetDataDirection(&BTNInst, 1, 0xFF); 


    printf("EXIT InterruptInitialize......\r\n");
    status = IntcInitFunction(EXIT_INTC_DEVICE_ID, &BTNInst); 
    if(status != XST_SUCCESS) 
        return XST_FAILURE; 


    return XST_SUCCESS; 
}






//---------------------------------------------------- 
// 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; 

    // Register GIC interrupt handler 
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_E
### ZYNQ GPIO 配置与使用 #### PS侧GPIO配置 在Zynq SoC中,PS部分提供了多个可编程的通用输入/输出引脚(GPIO)[^1]。这些引脚可以通过软件进行配置来实现不同的功能需求。 对于基于ARM Cortex-A9处理器系统的Zynq器件而言,在Linux操作系统环境下操作GPIO通常涉及以下几个方面: - **加载驱动程序**:确保内核已经编译并启用了相应的GPIO子系统支持。 - **访问路径**:通过/sys/class/gpio接口可以方便地控制和读取状态;也可以利用/dev/mem映射物理地址直接操控寄存器完成更底层的操作[^2]。 ```bash echo 18 > /sys/class/gpio/export # 导出指定编号的gpio口给用户空间管理 cd /sys/class/gpio/gpio18/ echo out > direction # 设置方向为输出模式 echo 1 > value # 输出高电平信号 ``` #### PL侧GPIO应用 另一方面,当涉及到PL区域内的逻辑设计时,则更多依赖于HDL(Hardware Description Language)描述硬件行为,并借助Vivado等工具链来进行综合、布局布线以及最终位流文件(Bitstream File)生成过程中的资源分配工作[^3]。 具体来说就是创建顶层模块实例化所需的IP core(比如AXI GPIO IP),并通过约束文件定义实际连接关系,之后按照常规流程构建整个项目直至下载至目标板卡上运行测试验证其正确性。 #### 跨域交互机制 值得注意的是,为了使PS端能够有效地同位于PL内部自定义电路之间传递数据或者同步事件发生时刻,往往还需要建立一套完善的通信协议栈或是采用中断方式触发相应处理函数执行特定任务[^4]。 例如可以在SDK(Software Development Kit)环境中编写裸机应用程序调用Xilinx提供的库APIs(XGpio_WriteReg(), XGpio_ReadReg())轻松达成目的。 ```c #include "xparameters.h" #include "xgpio.h" // 初始化GPIO设备结构体变量 static XGpio Gpio; int main(){ // 进行必要的初始化设置... // 向外设写入命令字节序列以改变IO管脚高低电平变化情况 XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, CHANNEL_1, 0xFF); } ```
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