Zynq3-PL端中断请求

本文详细介绍了如何在Zynq上实现GPIO中断,并通过中断控制LED的状态。从硬件设计到SDK软件编程,包括中断处理函数的编写,以及解决按键抖动问题的方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1、参考

   米联客的PL端中断请求。主要是为了更直接的感受中断过程和SDK中中断处理函数。

2、搭建工程

   生成zynq,自动连线,选中中断,普通中断,如下图所示:

然后添加GPIO0,允许中断,设置为input 位宽为1,然后添加GPIO1,设置为output ,位宽为4。需要注意的是,如果一切都按照默认的来,GPIO0和GPIO1会变成6bit,需要清除board配置,如下图所示:

然后在自动连线的时候,在右边自己选择为custom。

添加xdc文件

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

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

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

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

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports btn_tri_i]

 

set_property PACKAGE_PIN R14 [get_ports {led_tri_o[0]}]

set_property PACKAGE_PIN P14 [get_ports {led_tri_o[1]}]

set_property PACKAGE_PIN N16 [get_ports {led_tri_o[2]}]

set_property PACKAGE_PIN M14 [get_ports {led_tri_o[3]}]

set_property PACKAGE_PIN L19 [get_ports btn_tri_i]

然后连接ZYNQ中的中断和GPIO0中的中断,然后生成bit文件,export,launch。

3、SDK端设计

SDK的界面类似于eclipse,新建APP,然后输入随意的名称,选择hello world的工程。

修改如下所示:

#include "xparameters.h"

#include "xscugic.h"

#include "xil_exception.h"

#include "xgpio.h"

XGpio GpioOutput;

// 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)&0x01;
if(btn_value==0x0)
	btn_value = 0x01;
else if(btn_value==0x10)
	btn_value = 0x01;
else
	btn_value = btn_value<<1;


switch (btn_value){

case 0x1: led_val = 0x01; break;

case 0x2: led_val = 0x02; break;

case 0x4: led_val = 0x04; break;

case 0x8: 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)

{

	u32 Delay;
	u32 Ledwidth;

	init_platform();

	XGpio_Initialize(&BTNInst, BTNS_DEVICE_ID);
	XGpio_SetDataDirection(&BTNInst, 1, 0xFF);

	XGpio_Initialize(&LED, LED_DEVICE_ID);
	XGpio_SetDataDirection(&LED, 1, 0x00);
	XGpio_DiscreteWrite(&LED, 1, 0x0);


	IntcInitFunction(INTC_DEVICE_ID, &BTNInst);

	while (1)

	{
		print("helllow ");
	}

		cleanup_platform();

		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;

}

结果:

我设置按键为BTN3,按下就会使得灯亮。

4、问题汇总

1、提示如下所示

这是因为没有将ZYNQ的中断和GPIO0的中断没连接在一起,需要重新连接,然后generate output products,生成bit。

2、使用米联客的main函数为何灯不亮?

上面的代码我进行了部分修改,米联客的程序不行是因为btn_value没能满足case要求。

3、按一下灯跳好几下

这是因为按键有抖动。

### Zynq PL-PS 中断配置及处理方法 #### 1. 中断源的定义与分类 Zynq SoC 支持多种类型的中断,其中 PL(可编程逻辑)可以通过特定机制向 PS(处理器系统)发送中断请求。这些中断分为共享中断和私有外设中断 (PPI)[^3]。 - **共享中断**: PL 提供多达 16 个中断线,用于支持各种 IP 核的中断需求。常见的 AXI_IP 如 `axi_ethernet`、`axi_uart` 和 `axi_pcie` 都通过这种方式触发中断[^2]。中断 ID 范围为 61-68 和 84-91,共计 16 个中断编号[^4]。 - **私有外设中断 (PPI)**: 每个 CPU 核心拥有独立的 5 条 PPI 线路,主要用于核心内部设备的专用中断--- #### 2. 中断信号的传输路径 PL中断信号需经过硬件设计中的特殊模块传递至 PS: - 使用 Concat IP 核将多个并行中断信号聚合为单一串行信号,并将其连接到 ZYNQ 的 IRQ_F2P 接口。 - 在 Vivado 工具中完成硬件设计时,确保中断信号按顺序接入 Concat IP 核的输入口 (`in0`, `in1`, ...)。这样可以自动分配对应的中断 ID。 --- #### 3. 中断配置的具体流程 以下是基于 Vivado 和 SDK 的典型配置过程: ##### 3.1 硬件设计阶段 在 Vivado 中创建项目并集成所需 IP 核: - 将目标 IP 核(如 `AXI_UartLite` 或其他带中断功能的 IP)加入设计。 - 创建一个 Concat IP 实例,将各 IP 的中断输出信号逐一连接到其输入口。 - 设置 Concat 输出信号连接到 ZYNQ 块的 `IRQ_F2P` 输入口。 示例代码片段展示如何在 Tcl 文件中自动化此操作: ```tcl set concat_ip [create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:concat:4.1 concat_0] set_property -dict [list CONFIG.NUM_PORTS {N}] $concat_ip connect_bd_net [get_pins axi_uart/interrupt] [get_pins concat_0/In0] connect_bd_net [get_pins concat_0/dout] [get_pins zynq_block/IRQ_F2P] ``` ##### 3.2 软件开发阶段 在 Xilinx SDK 中编写驱动程序以初始化和响应中断- 初始化中断控制器并通过调用 API 注册回调函数来捕获指定事件。 - 对于 ARM Cortex-A9 架构下的具体实现,通常会涉及 GIC(通用中断控制器)的操作。 以下是一个典型的 C/C++ 示例代码框架说明如何注册中断服务例程 (ISR) 并启动中断监听循环: ```c #include "xil_exception.h" #include "xscugic.h" XScuGic InterruptController; // 扰动控制实例声明 // 定义自定义 ISR 函数原型 void CustomInterruptHandler(void *CallBackRef); int main() { int Status; // 初始化扰动控制系统对象 Status = XScuGic_Initialize(&InterruptController, XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID); if(Status != XST_SUCCESS){ return XST_FAILURE; } // 连接用户定义的 ISR 到具体的中断 ID 上 Status |= XScuGic_Connect(&InterruptController, INTERRUPT_ID_EXAMPLE, /* 替换实际使用的中断号 */ (Xil_ExceptionHandler)CustomInterruptHandler, NULL); // 启用全局以及单个中断线路使能位 XScuGic_Enable(&InterruptController, INTERRUPT_ID_EXAMPLE); while(1){} // 主进程保持运行状态等待外部事件发生 } // 用户定制化 ISR 功能体 void CustomInterruptHandler(void *CallBackRef){ // 插入业务逻辑... } ``` 上述代码展示了基本结构,但需要根据实际情况调整参数值如 `INTERRUPT_ID_EXAMPLE` 及相关资源地址等信息[^1]。 --- #### 4. 注意事项 为了保证系统的稳定性和可靠性,在实施过程中应注意以下几个方面: - 正确匹配硬件描述文件 (.hdf) 至软件工程环境; - 确认所有参与交互组件版本兼容性良好; - 测试期间充分验证每一路信道的功能表现是否正常工作无误报漏报现象存在; ---
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