ZYNQ+Vivado2015.2系列(十三)私有定时器中断

私有定时器属于PS部分,定时器可以帮我们计数、计时,有效的控制模块的时序。这一次实验我们认识定时器并使用定时器产生中断。

CPU的私有中断(PPI),5个:全局定时器, 私有看门狗定时器, 私有定时器以及来自 PL 的 FIQ/IRQ。

它们的触发类型都是固定不变的, 并且来自 PL 的快速中断信号 FIQ 和中断信号 IRQ 反向, 然后送到中断控制器因此尽管在ICDICFR1 寄存器内反映的他们是低电平触发,但是 PS-PL 接口中为高电平触发。

CPU的私有定时器:每个CPU都有自己的私有定时器:

私有定时器的工作频率是CPU的一半(频率仅供参考,主要看频率分配比率):

插曲:zc702的时钟源有三个:

PS Clock经过倍频以后供给PS各个模块使用:

PL时钟产生:

在ZYNQ核里,CPU默认的时钟比率是6:2:1,CPU时钟频率666.666M:

这样定时器工作频率就是333.333MHz。

私有定时器的特性:

(1) 32 位计数器, 达到零时产生一个中断
(2) 8 位预分频计数器, 可以更好的控制中断周期
(3) 可配置一次性或者自动重加载模式
(4) 定时器时间可以通过下式计算:
定时时间 = 1/定时器频率*(预加载值+1),粗略一点 预加载值=定时时间*定时器频率。

私有定时器中断硬件系统

硬件系统十分简单,因为是PS部分的,所以只需要添加ZYNQ核就可以了,DDR正确配置,需要打印信息,所以把uart1勾选上:

也没有什么引脚约束,我们就观察计时信息,这样就搭建好了要用的硬件。

软件部分

重点在软件部分。

首先我们通过一个例子,用极简的方式熟悉私有定时器的使用:
#include
#include "xscutimer.h"
#include "xparameters.h"

int main()
{
int Status;
int timer_value;
int counter = 0;
//--------------------------------------------
XScuTimer my_Timer; //定时器实例
XScuTimer_Config *Timer_Config;//定时器配置信息
//--------------------------------------------
//----------------------------------------------------------------------------------------
Timer_Config = XScuTimer_LookupConfig(XPAR_PS7_SCUTIMER_0_DEVICE_ID);//查找配置信息
Status = XScuTimer_CfgInitialize(&my_Timer, Timer_Config, Timer_Config->BaseAddr);//初始化定时器
XScuTimer_LoadTimer(&my_Timer, XPAR_PS7_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ / 2);//设置计数值,也就是设置时间,这里设为1s
XScuTimer_Start(&my_Timer);//开启定时器
//-----------------------------------------------------------------------------------------
while(1)
{
timer_value = XScuTimer_GetCounterValue(&my_Timer);//得到当前计数值
if (timer_value == 0)//计完一个周期
{
XScuTimer_RestartTimer(&my_Timer);//装载初始值重新开始计数
printf("Timer has reached zero %d times\n\r", counter++);
}
// else
// {
// printf("Timer is still running (Timer value = %d)\n\r", timer_value);//打印出当前计数值
// }
}
return 0;
}

从main函数开始:
首先定义需要用到的两个实例:
XScuTimer //定时器实例

XScuTimer_Config /定时器配置

XScuTimer_LookupConfig //查找定时器的配置信息

XScuTimer_CfgInitialize //定时器的初始化

XScuTimer_LoadTimer //设置加载值,也就是设置时间,这里设为1s

我们可以进入xparameters.h文件得到CPU的工作频率,取其一般为计数值,即为定时1s:

XScuTimer_Start //开启定时器

while循环里,相当于检测定时器定时是否准确:

XScuTimer_GetCounterValue //得到当前计数值

如果计数值重新回到0则

XScuTimer_RestartTimer //装载初始值重新开始计数

串口打印信息:

接下来看一个私有定时器请求中断的例子:
#include
#include "xscutimer.h"
#include "xparameters.h"
#include "xscugic.h"

#define INTERRUPT_COUNT_TIMEOUT_VALUE 50

// ------------------------函数原型---------------------------
static void my_timer_interrupt_handler(void *CallBackRef);
//---------------------------------------------------------

int InterruptCounter = 0;

int main()
{
int Status;

//-----------私有定时器需要的两个结构体--------------------
XScuTimer my_Timer;
XScuTimer_Config *Timer_Config;
//-------------------------------------------------

//-----------中断控制器需要的两个结构体--------------------
XScuGic my_Gic;
XScuGic_Config *Gic_Config;
//-------------------------------------------------

Gic_Config = XScuGic_LookupConfig(XPAR_PS7_SCUGIC_0_DEVICE_ID);//查找GIC的配置信息
Status = XScuGic_CfgInitialize(&my_Gic, Gic_Config, Gic_Config->CpuBaseAddress);//使用配置信息初始化GIC

Timer_Config = XScuTimer_LookupConfig(XPAR_PS7_SCUTIMER_0_DEVICE_ID);//查找定时器的配置信息
Status = XScuTimer_CfgInitialize(&my_Timer, Timer_Config, Timer_Config->BaseAddr);//使用配置信息初始化定时器

Xil_ExceptionInit();//初始化ARM处理器的异常处理

//连接到Xilinx提供的通用中断处理程序XScuGic_InterruptHandler,
//所有产生的中断都要经过GIC,GIC负责使能中断,废弃中断,赋予优先级,发送到CPU,
//中断发生时ARM处理器会先询问中断控制器哪一个外设产生的中断,第三个参数是传递给处理程序的
Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, &my_Gic);

// 连接到我们自己设计的定时器的中断处理程序
Status = XScuGic_Connect(&my_Gic, XPAR_SCUTIMER_INTR, (Xil_ExceptionHandler)my_timer_interrupt_handler, (void *)&my_Timer);

// 在GIC上使能定时器中断(Input)
XScuGic_Enable(&my_Gic, XPAR_SCUTIMER_INTR);

// 使能定时器中断(Output)
XScuTimer_EnableInterrupt(&my_Timer);

// 在ARM处理器上使能中断
Xil_ExceptionEnable();

XScuTimer_LoadTimer(&my_Timer, XPAR_PS7_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ / 2);//设置定时器计数值

XScuTimer_EnableAutoReload(&my_Timer);//自动reload

XScuTimer_Start(&my_Timer);//开启定时器

while(1)
{
if (InterruptCounter >= INTERRUPT_COUNT_TIMEOUT_VALUE)
{
break;//计数50次跳出
}
}

printf("If we see this message, then we've broken out of the while loop\n\r");
Xil_ExceptionDisable();//通知处理器废弃这个中断
XScuGic_Disconnect(&my_Gic, XPAR_SCUTIMER_INTR);//通知GIC废弃这个定时器中断
return 0;
}

static void my_timer_interrupt_handler(void *CallBackRef)
{
XScuTimer *my_Timer_LOCAL = (XScuTimer *) CallBackRef;//Xilinx的驱动会自动传入外设的实例进来

if (XScuTimer_IsExpired(my_Timer_LOCAL))
{
// Clear the interrupt flag in the timer, so we don't service
// the same interrupt twice.
XScuTimer_ClearInterruptStatus(my_Timer_LOCAL);
printf("count %d times\n\r",InterruptCounter++);

if (InterruptCounter >= INTERRUPT_COUNT_TIMEOUT_VALUE)
{
XScuTimer_DisableAutoReload(my_Timer_LOCAL);//必须有CallBackRef我们才能完成这件事
}
}
}

从main函数进入:
私有定时器需要的两个结构体:XScuTimer  XScuTimer_Config

中断控制器需要的两个结构体:XScuGic  XScuGic_Config

私有定时器的初始化:XScuTimer_LookupConfig  XScuTimer_CfgInitialize

中断控制器的初始化:XScuGic_LookupConfig   XScuGic_CfgInitialize  

Xil_ExceptionInit  //ARM异常处理初始化

Xil_ExceptionRegisterHandler  //连接到Xilinx提供的通用中断处理程序,中断发生时ARM处理器会先询问中断控制器哪一个外设产生的中断,第三个参数是传递给处理程序的

XScuGic_Connect  //连接到我们自己设计的定时器的中断处理程序

XScuGic_Enable  //在GIC上使能定时器中断(Input)

XScuTimer_EnableInterrupt //使能定时器中断(Output)

Xil_ExceptionEnable  //在ARM处理器上使能中断

XScuTimer_LoadTimer  //设置定时器计数值

XScuTimer_EnableAutoReload  //自动reload

XScuTimer_Start  //开启定时器

while循环,循环到一定次数退出

Xil_ExceptionDisable  //通知处理器废弃这个定时器中断

XScuGic_Disconnect  ////通知GIC废弃这个定时器中断

最后看一下我们设计的异常处理程序:
static void my_timer_interrupt_handler(void *CallBackRef)
{
XScuTimer *my_Timer_LOCAL = (XScuTimer *) CallBackRef;//Xilinx的驱动会自动传入外设的实例进来
if (XScuTimer_IsExpired(my_Timer_LOCAL))
{
// Clear the interrupt flag in the timer, so we don't service
// the same interrupt twice.
XScuTimer_ClearInterruptStatus(my_Timer_LOCAL);
printf("count %d times\n\r",InterruptCounter++);

if (InterruptCounter >= INTERRUPT_COUNT_TIMEOUT_VALUE)
{
XScuTimer_DisableAutoReload(my_Timer_LOCAL);//必须有CallBackRef我们才能完成这件事
}
}
}

回调中断实例,定时器每计满一次会触发中断,然后进入我们的中断处理程序,将计数次数加1并打印出来,计满一定次数以后不再计数。

打印的信息:

另外,可以将中断系统的建立单独封装,看起来结构更清晰:
#include
#include "xscugic.h"
#include "xscutimer.h"
#include "xparameters.h"
//timer info
#define TIMER_DEVICE_ID XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID
#define INTC_DEVICE_ID XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define TIMER_IRPT_INTR XPAR_SCUTIMER_INTR
#define TIMER_LOAD_VALUE XPAR_PS7_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ / 2
static XScuGic Intc; //GIC
static XScuTimer Timer;//timer

static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef)
{
static int time = 0; //计数
XScuTimer *TimerInstancePtr = (XScuTimer *) CallBackRef;
XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);
time++;
printf("count %d times\n\r",time); //每秒打印输出一次
}

void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr,XScuTimer *TimerInstancePtr, u16 TimerIntrId)
{
XScuGic_Config *IntcConfig; //GIC config
Xil_ExceptionInit();
//initialise the GIC
IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);

Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,//connect to the hardware
GicInstancePtr);
XScuGic_Connect(GicInstancePtr, TimerIntrId,
(Xil_ExceptionHandler)TimerIntrHandler,//set up the timer interrupt
(void *)TimerInstancePtr);

XScuGic_Enable(GicInstancePtr, TimerIntrId);//enable the interrupt for the Timer at GIC
XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstancePtr);//enable interrupt on the timer
//Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ); //Enable interrupts in the Processor.
Xil_ExceptionEnable();
}

int main()
{
XScuTimer_Config *TMRConfigPtr; //timer config
printf("------------START-------------\n");
//私有定时器初始化
TMRConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TIMER_DEVICE_ID);
XScuTimer_CfgInitialize(&Timer, TMRConfigPtr,TMRConfigPtr->BaseAddr);
//set up the interrupts
SetupInterruptSystem(&Intc,&Timer,TIMER_IRPT_INTR);
//加载计数周期, 私有定时器的时钟为 CPU 的一般, 为 333MHZ,如果计数 1S,加载值为1sx(333x1000x1000)(1/s)-1=0x13D92D3F
XScuTimer_LoadTimer(&Timer, TIMER_LOAD_VALUE);
//自动装载
XScuTimer_EnableAutoReload(&Timer);
//启动定时器
XScuTimer_Start(&Timer);
while(1);
return 0;
}

---------------------
作者:ChuanjieZhu
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/u014485485/article/details/79059095

最新文章