第五节，ZYNQ中断

ZYNQ中断

1 中断类型

ARM处理器支持7种异常情况：复位、未定义指令、指令预取终止、数据终止、中断请求（IRQ）和快速中断请求（FIQ）。

复位（RESET）：但处理器的复位引脚有效时，系统产生复位异常中断，程序跳转到复位异常中断处理程序处执行。复位异常中断通常用在下面两种情况，一是系统加电时和系统复位时；二是跳转到复位中断向量处执行；

数据访问中止（data abort）：如果数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，处理器产生数据访问中止异常中断；

快速中断请求（FIQ）：当处理器的外部快速中断请求引脚有效，而且CPSR寄存器的F控制位被清除时，处理器产生外部中断请求（FIQ）异常中断；

外部中断请求（IRQ）：当处理器的外部中断请求引脚有效，而且CPSR寄存器的I控制位被清除时，处理器产生外部中断请求（IRQ）异常中断。系统中各外设通常通过该异常中断请求处理器服务；

预取指令中止（prefech abort）：如果处理器预取指令的地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，当该被预取的指令执行时，处理器产生指令预取中止异常中断；

软件中断（software interrupt SWI）：这是一个用户定义的中断指令，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。在实时操作系统（RTOS）中可以通过该机制实现系统功能调用；

未定义的指令（undefined instructin）：当ARM处理器或者是系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生未定义的指令异常中断，可以通过该异常中断机制仿真浮点向量运算。

2 中断体系结构

Zynq中有两个cortex-a9处理器和GIC pl390中断控制器，中断结构体系如图1所示。中断类型主要包括私有中断、软件中断和共享中断，其体系结构中管理中断的是通用中断控制器。

每个CPU都有一组私有外设中断（PPI），PPI包括全局定时器、私有看门狗定时器、私有定时器和来自PL的FIQ/IRQ。

软件中断（SGI）连接到其中一个CPU或者所有的CPU，通过写ICDSGIR寄存器产生SGI。

共享中断（SPI）是通过PS和PL内各种I/O和存储器控制器产生。图2给出了中断源，它们连接到其中一个CPU或者所有的CPU。

通用中断控制器（GIC）是核心资源，用于管理来自PS或者PL的中断，这些中断发送到CPU。

第五节，ZYNQ中断

图1 中断体系结构

GIC用于对系统上百个中断源进行分类、总裁等工作，是系统中断处理的核心部件，其整个系统中的位置如图1所示。GIC处于中断源与CPU之间，负责对中断触发信号进行时能控制、分类、编码、优先级等设置等操作，最后将中断信号送入CPU。送入CPU的每路中断信号都具有唯一的ID编码，CPU通过查询ID编码可判断中断源位置，内部结构如图2所示。

第五节，ZYNQ中断

图2 中断控制器框架

中断ID表：

软件中断SGI的中断ID分布如表1所示。

表1 SGI中断ID

第五节，ZYNQ中断

CPU私有外设中断PPI的中断ID分布如表2所示。

表2 PPI中断ID

第五节，ZYNQ中断

共享外设中断SPI的中断ID分布如表3所示

第五节，ZYNQ中断

3 定时器中断使用实例

Zynq上私有定时器的如下特性：

1，32位计数器，当到达零时，产生一个中断；

2，8位预分频器，能够更好的控制中断周期；

3，可配置的一次性或者自动重加载模式；

4，2次时间间隔可通过下进行计算：时间间隔=[(预分频器的值+1)(加载值+1)]/该定时器频率。所有私有定时器和看门狗定时器总是工作在CPU频率的1/2（CPU_3x2x）。

配置私有定时器的步骤如下：

第一，GIC中断控制器的初始化

连接到硬件，把对应中断映射到GIC中断请求上；
找到GIC中断，填充GIC中断寄存器基地址和一些相关信息；
找到定时器中断源，填充定时器中断寄存器基地址和一些相关信息；
将定时器中断映射到定时器中断的中断服务函数上；
时能GIC中断；
时能中断向量表和中断向量表的映射；

第二，定时器外设的初始化：

找到定时器外设，填充定时器外设寄存器基地址和一些相关信息；
定时器外设自检；
加载定时器定时时间；
使能自动重加载功能；
时能定时器外设中断；
开始定时器；
编写定时器中断服务函数；

初始化GIC源码：

void Init_GIC_Timer(void)

{

XScuGic_Config *IntcConfig;

//1,GIC的初始化

//connect to hardware

Xil_ExceptionInit();

Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT,

(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,

(void *)&Intc);

//find device

IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);

//config XScuGic data

XScuGic_CfgInitialize(&Intc, IntcConfig,IntcConfig->CpuBaseAddress);

//GIC connect to handler

XScuGic_Connect(&Intc, TIMER_IRPT_INTR,(Xil_ExceptionHandler)TimerIntrHandler,(void*)&Timer);

//enable xscugic

XScuGic_Enable(&Intc,TIMER_IRPT_INTR);

//enable exception

Xil_ExceptionEnable();

Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);

}

定时器外设初始化源码：

void Init_Timer(void)

{

XScuTimer_Config *TMRConfigPtr;

//2,私有定时器初始化

//find device

TMRConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TIMER_DEVICE_ID);

//config XScuTimer data

XScuTimer_CfgInitialize(&Timer,TMRConfigPtr,TMRConfigPtr->BaseAddr);

//self test

XScuTimer_SelfTest(&Timer);

//loader value

XScuTimer_LoadTimer(&Timer,TIMER_LOAD_VALUE);

//enable auto reload

XScuTimer_EnableAutoReload(&Timer);

//enable interrupt

XScuTimer_EnableInterrupt(&Timer);

//start timer

XScuTimer_Start(&Timer);

}

定时器中断服务函数源码：

void TimerIntrHandler(void *CallBackRef)

{

static int sec = 0;

XScuTimer* TimerInstancePtr = (XScuTimer*)CallBackRef;

XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);

sec++;

printf("%d Second\n\r",sec);

}

1 中断类型

2 中断体系结构

3 定时器中断使用实例

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