Mculover666 發表於 2020-12-20 12:12:12
作者：Mculover666
在實際玩Zynq中斷之前，先扯一扯中斷這個神奇的東西~
實時性是一個嵌入式系統很重要的性能，實時性體現在一個系統對外部事件的響應能力和處理能力上，而CPU對一個事件的響應及處理主要依託於 —— 中斷。
通俗的來說，中斷的一個基本過程就是：當一個事件發生時（比如按鍵按下），產生一個可以發送到CPU的中斷信號（上升沿或下降沿無所謂，是個信號就行），當CPU接收到這個中斷信號後，對這個中斷信號所表示的事件進行處理（跳轉去執行中斷服務程序，對按鍵按下這個事件進行處理）。
對這個基本過程抽象出來一個中斷系統模型如圖所示：
在上圖中只是一個中斷信號，那麼當這個系統中存在很多中斷信號時，群龍無首，整個系統就會亂套，CPU會像一隻無頭蒼蠅一樣到處去執行中斷服務程序，結果可想而知，最後CPU肯定什麼也幹不了~
為了解決這個問題，需要派一個領導去管理這些各種各樣的中斷，這個管理者就是 —— 中斷管理單元！所以，它只有一個功能 —— 管理這些中斷信號！比如使能與失能 —— 讓哪個中斷信號通過或者讓哪些信號不通過；「優先級」 —— 誰先通過誰後通過，改進模型如下圖：
這樣一來，CPU永遠只能接收到一個中斷信號，所以CPU可以很舒服的去做他該做的事情了~
總結一下中斷的編程思路：
配置外設可以產生中斷信號
配置中斷管理單元，使能信號通過，( 配置信號優先級 )
配置中斷服務程序 ，確保CPU接收到中斷信號可以及時處理
接下來依託這個抽象的中斷模型玩一玩Zynq的中斷，具體化這個模型~
1.實驗目的
探索Zynq中PL->PS的中斷，按下按鍵產生一個中斷，這個中斷被通用中斷管理單元所處理，然後傳遞給Zynq PS，將變量值遞增然後將值顯示在led上。
2.實驗步驟
2.1.新建基於Pynq-Z2的工程
2.2.創建硬體塊設計
2.2.1.添加所用ip並自動連線
添加兩個AXI_GPIOip核，一個連接板載4個按鈕，一個連接板載4個led
2.2.2.配置AXI_GPIO使能中斷
這裡因為4個按鍵是連接在axi_gpio_0上的，所以雙擊axi_gpio_0 ip核進行配置，如圖，選擇使能中斷：
可以看到與未配置中斷的axi_gpio_1有區別：
2.2.2.配置Zynq PS系統接收中斷請求
在配置之前需要對Zynq中的中斷信號有個大致的了解，其中PS和PL之間的中斷信號如表所示：
根據上圖，雙擊zynq ip核進行配置，因為這裡需要接收的按鍵中斷是從PL端到PS端的，首先選中Fabric Interrupts中斷組織，然後選中IRQ_F2P[15:0]，使能16-bit的PL->PS共享中斷埠，以便於來自PL端的中斷可以連接到PS的中斷控制器上：
2.2.3.連接AXI_GPIO的中斷請求和PS的中斷埠
手動進行連線：
2.3.驗證設計，創建HDL文件，生成Bitstream，導出硬體設計文件
至此，中斷信號的硬體數據通路構建完成，接下來是軟體中配置中斷管理單元和中斷服務程序。
2.4.過渡到SDK上的軟體設計
2.4.1.Launch SDK
2.4.2.新建一個空的應用工程
2.4.3.導入已有C文件
因為在實際項目中需要分工協作，所以這裡選擇導入隨書附帶的C文件：
2.4.4.配置運行設置，板級驗證
運行即可觀察到現象。
2.添加定時器中斷
2.1.實驗目的
在已有一個按鍵中斷的基礎上，添加一個定時器中斷，掌握添加多個中斷到PS的方法。
2.2.實驗步驟
2.2.1.添加AXI Timer IP核並自動連線
添加時搜索"timer",選擇AXI Timer添加，然後點擊自動連線，結果如圖：
2.2.2.連接AXI Timer的中斷到PS端
因為PS端的共享中斷接口已經連接了一個AXI GPIO中斷，所以如果要繼續連接一個中斷信號，要通過一個另外的ip核 —— Concat，在添加ip核時搜索添加，如圖所示，將之前AXI GPIO 到ps的中斷斷開，然後將concat的dout信號連至PS端的IRQ_F2P[0:0]，然後將AXI GPIO的中斷信號連接至In0，將定時器的中斷信號連接至In1，這樣就完成了多個中斷信號的共享。
生成Bitstream，導出硬體文件
編輯：hfy
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