ZedBoard之中断原理及过程详解
interrupt中断
概述：
1. zynq的中断类型有：
软件中断（software generated interrupt, sgi，中断号0-15）（16–26 reserved）
私有外设中断（private peripheral interrupt, ppi，中断号27-31）,
共享外设中断（shared peripheral interrupt, spi，中断号32-95）.
2. 私有外设中断（ppi）：每个cpu都有一组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.
3. 软件中断（sgi）被路由到一个或者两个cpu上，通过写icdsgir寄存器产生sgi.
4. 共享外设中断（spi）由ps和pl上的各种i/o控制器和存储器控制器产生，这些中断信号被路由的cpu.
5. 通用中断控制器（gic）是核心资源，用于集中管理从ps和pl产生的中断信号的资源集合。控制器可以使能、关使能、屏蔽中断源和改变中断源的优先级，并且会将中断送到对应的cpu中，cpu通过私有总线访问这些寄存器。
6. 中断控制器（icc，interrupt controller cpu）和中断控制器分配器（icd, interrupt controller distributor）是gic寄存器子集。
7. （外部）中断请求（irq）、快速中断请求（fiq）
中断原理 当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理处执行。当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断指令的下一条指令处继续执行。在进入异常中断处理程序时，要保存被中断程序的执行线程。从中断处理程序退出时要恢复被中断程序的执行现场。
中断寄存器概述
1. 中断分配器(icd寄存器)：
1) icddcr: (0xf8f01000) icd分配控制寄存器，控制开启或者关闭中断配置。
2) icdicfr: icd配置寄存器。配置中断触发模式（高低电平），共6个寄存器，分别是icdicfr 0-icdicfr5（0xf8f01c00-0xf8f01c14），每个寄存器32位，占4个字节，每个寄存器的位意义不一样，每2位代表一个中断，32位x6/2=96，正好包括所有中断，
3) icdipr:（0xf8f01400-0xf8f0145c）icd中断优先级寄存器，共24个寄存器，icdipr 0- icdipr 23，每个寄存器32位，占4个字节，每8位代表一个中断，32位x24/8=96，正好包括所有中断。
4) icdiptr: （0xf8f01800-0xf8f0185c）icd cpu接口选择寄存器，配置cpu接口选择（cpu0/cpu1），包括24个寄存器，icdiptr 0- icdiptr 23，每个寄存器32位，占4个字节，每8位代表一个中断，32位x24/8=96，正好包括所有中断。
**5) icdicer: 中断不使能寄存器，**3个寄存器，icdicer 0- icdicer 2（0xf8f01180-0xf8f01888），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示不使能(屏蔽)。
**6) icdiser: 中断使能寄存器，**3个寄存器，icdiser 0- icdiser 2（0xf8f01100-0xf8f01108），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示使能。
7) icdicpr: 清除中断等待寄存器。3个寄存器，icdicpr 0- icdicpr 2（0xf8f01280-0xf8f01288），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示清除中断等待状态。
寄存器 地址 中断号
icdicfr0 0xf8f01c00 #0-#15
icdicfr1 0xf8f01c04 #27-#31（16-26保留）
icdicfr2 0xf8f01c08 #32-#47（36保留）
icdicfr3 0xf8f01c0c #48-#63
icdicfr4 0xf8f01c10 #64-#79
icdicfr5 0xf8f01c14 #80-#95（93/94/95保留）
2. 中断控制器(icc寄存器)：
1) iccpmr: （0xf8f00104）中断优先级屏蔽寄存器，设置cpu的中断优先级。（与icd的中断优先级比较。比写到这个寄存器的优先级值大的，cpu可以处理） xil_out32(0xf8f00104,0xf0);设置cpu的中断优先级为f0。
2) iccicr：（0xf8f00100）icc cpu接口配置寄存器，配置cpu接口。使能某个中断，比如irq：write_reg(0xf8f00100,0x07)即使处理器能接收irq，使能中断信号连接到处理器。
gpio中断源配置
所有gpio共享一个中断(#52,bank1)，必须在软件上检查int_mask和int_stat的值判断是哪个gpio引发了中断。
1. int_mask（0xe000a20c）:中断屏蔽寄存器，只读，读取该寄存器的值可以显示哪些位被屏蔽和没有屏蔽（即使能）。
2. int_ent（0xe000a210–）: 中断使能寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1，对应的引脚中断功能开启，即使能。
3. int_dis（0xe000a214—）:屏蔽寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1，对应的引脚中断屏蔽。
4. int_stat（0xe000a18–）：中断状态寄存器（4个bank，4个寄存器）。每一位代表对应的引脚上是否发生中断事件，中断发生时，该引脚的中断标志位为1。如果对该位写1，清除该引脚的中断标志，写0无操作。
5. int_type（0xe000a21c–）:中断类型寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1代表边沿触发中断，写0代表电平触发中断。
6. int_polarity（0xe000a220–）: 中断极性寄存器，控制中断的触发条件（4个bank，4个寄存器）。写1代表高电平或者上升沿触发，写0代表低电平或者下降沿触发。
7. int_any（0xe000a224–）: 中断边沿触发类型设置寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1代表上升沿和下降沿同时触发，写0代表单边沿触发中断，只在int_type设置为边沿触发中断（写1）时有效。
中断处理过程 为了使得上层应用程序与硬件中断跳转联系起来，需要编写一段中间的服务程序来进行连接，这样的服务程序被称为中断解析程序。
中断的流程（不包括寄存器的初始化和设置）
1. 定义中断向量表
//定义中断向量表结构体,handler为函数，data为函数handler的参数
typedef struct {
xil_exceptionhandler handler;
void *data;
} xexc_vectortableentry;
2. //声明中断向量表
extern xexc_vectortableentry xexc_vectortable[];
3. //安装中断处理函数 （中断解析程序）
xexc_vectortable[5].handler =(xil_exceptionhandler)interrupthandler_irq;
xexc_vectortable[5].data = null;
4. //irq中断处理函数
void interrupthandler_irq(void);
中断初始化及配置
1. icd寄存器组（中断分配器）的初始化，共计7个。void int_init(void);
2. icc寄存器组（中断控制器）的初始化并设置，共计2个，void cpu_init(void);
3. 中断号（比如uart1 82号,gpio#52）各个寄存器的初始化.
4. 打开irq总异常。xil_exceptionenable();
中断初始化及配置注意事项：
1. 初始化顺序，包括屏蔽、使能、清中断标志位等，尤其屏蔽和使能保持一致。
2. 电平触发、边沿触发要配置一致
3. 中断处理函数中，可以加个延时，防止电平和边沿的抖动，多次触发。
4. 中断处理函数中，注意清除相应中断的标志位，为下次中断做准备。
5. 打开irq中断的位置，最好在所有中断初始化完成后，防止开机中断。
例程：
//*******************btn8按键产生中断打印*******************//
#include
#include
#include vectors.h
#include xil_exception.h
#include xil_io.h
//mio register
#define dirm_1 0xe000a244
#define int_en_1 0xe000a250
#define int_dis_1 0xe000a254
#define int_stat_1 0xe000a258//read:1-int has occurred write:1-clear int status bit
#define int_type_1 0xe000a25c
#define int_polarity_1 0xe000a260
#define int_any_1 0xe000a264
//icc
#define iccicr 0xf8f00100//cpu interface control register 配置cpu接口
#define iccpmr 0xf8f00104//interrupt priority mask register 配置cpu中断优先级
//icd
#define icddcr 0xf8f01000//distributor control register 控制开启或关闭中断配置
#define icdiser1 0xf8f01104//interrupt set-enable register 使能icd中断寄存器
#define icdicer1 0xf8f01184//interrupt clear-enable register 不使能icd中断寄存器
#define icdipr13 0xf8f01434//interrupt priority register icd中断优先级
#define icdiptr13 0xf8f01834//interrupt processor targets register 配置cpu接口选择
#define icdicfr3 0xf8f01c0c//interrupt configuration register 配置icd中断触发模式
#define icdicpr1 0xf8f01284//interrupt clear-pending register 清除中断寄存器
#define spi_status_0 0xf8f01d04//spi status register 0
#define icciar 0xf8f0010c//interrupt acknowledge register
#define icceoir 0xf8f00110//end of interrupt register cpu结束响应，中断状态由active->inactive
//定义中断向量表结构体,handler为函数，data为函数handler的参数
typedef struct {
xil_exceptionhandler handler;
void *data;
} xexc_vectortableentry;
//申明中断向量表
extern xexc_vectortableentry xexc_vectortable[];
void interrupthandler_irq(void); //irq中断处理函数
void int_init(void); //gic中断初始化， icd寄存器组
void gpio_init(void);
void cpu_init(void);
int main(void)
{
xexc_vectortable[5].handler =(xil_exceptionhandler)interrupthandler_irq;
xexc_vectortable[5].data = null;
//initialize
int_init();
cpu_init();
gpio_init();
xil_printf(begin\r\n);
xil_exceptionenable();//这句放在这里,避免开机中断
while(1);
return 0;
}
void interrupthandler_irq(void)
{
u32 i;
u32 intid;
u32 intidfull;
xil_printf(come in 1\r\n);
for (i = 0; i inactive
}
//对#52号中断
void int_init(void)
{
xil_out32(icddcr, 0ul);//关闭中断配置
xil_out32(icdicer1, 0x100000);//不使能 #52
// xil_out32(icdicfr3, 0x100);//电平触发
xil_out32(icdicfr3, 0x300);//边沿触发
xil_out32(icdipr13, 0xa0);//优先级a0
xil_out32(icdiptr13, 0x01);//处理器为cpu0
xil_out32(icdicpr1, 0xffffffff);//icd 所有中断清标志位
xil_out32(icdiser1, 0x100000);//使能 #52
xil_out32(icddcr, 0x01);//中断分配器更新状态
}
//gpio mio_50 mio50(0x40000) 中断#52(0x100000)
void gpio_init(void)
{
// xil_out32(dirm_1, 0x40000);//output modem 没影响
xil_out32(int_dis_1, 0x3fffff);//中断屏蔽 [21:0]
// xil_out32(int_type_1, 0x000000);//电平触发
// xil_out32(int_polarity_1, 0x3fffff);//高电平
xil_out32(int_type_1, 0x3fffff);//边沿触发
xil_out32(int_polarity_1, 0x3fffff);//上升沿
xil_out32(int_any_1, 0x0);//单边沿
xil_out32(int_stat_1, 0x3fffff);//gpio清除标志位
xil_out32(int_en_1, 0x40000);//中断使能
}
void cpu_init(void)
{
//中断优先级都是a0,优先级高于f0，cpu可接受这些中断
xil_out32(iccpmr,0xf0);
//处理器能接收irq，使能中断信号连接到处理器
xil_out32(iccicr,0x07);
}
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概述：
1. zynq的中断类型有：
软件中断（software generated interrupt, sgi，中断号0-15）（16–26 reserved）
私有外设中断（private peripheral interrupt, ppi，中断号27-31）,
共享外设中断（shared peripheral interrupt, spi，中断号32-95）.
2. 私有外设中断（ppi）：每个cpu都有一组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.
3. 软件中断（sgi）被路由到一个或者两个cpu上，通过写icdsgir寄存器产生sgi.
4. 共享外设中断（spi）由ps和pl上的各种i/o控制器和存储器控制器产生，这些中断信号被路由的cpu.
5. 通用中断控制器（gic）是核心资源，用于集中管理从ps和pl产生的中断信号的资源集合。控制器可以使能、关使能、屏蔽中断源和改变中断源的优先级，并且会将中断送到对应的cpu中，cpu通过私有总线访问这些寄存器。
6. 中断控制器（icc，interrupt controller cpu）和中断控制器分配器（icd, interrupt controller distributor）是gic寄存器子集。
7. （外部）中断请求（irq）、快速中断请求（fiq）
中断原理 当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理处执行。当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断指令的下一条指令处继续执行。在进入异常中断处理程序时，要保存被中断程序的执行线程。从中断处理程序退出时要恢复被中断程序的执行现场。
中断寄存器概述
1. 中断分配器(icd寄存器)：
1) icddcr: (0xf8f01000) icd分配控制寄存器，控制开启或者关闭中断配置。
2) icdicfr: icd配置寄存器。配置中断触发模式（高低电平），共6个寄存器，分别是icdicfr 0-icdicfr5（0xf8f01c00-0xf8f01c14），每个寄存器32位，占4个字节，每个寄存器的位意义不一样，每2位代表一个中断，32位x6/2=96，正好包括所有中断，
3) icdipr:（0xf8f01400-0xf8f0145c）icd中断优先级寄存器，共24个寄存器，icdipr 0- icdipr 23，每个寄存器32位，占4个字节，每8位代表一个中断，32位x24/8=96，正好包括所有中断。
4) icdiptr: （0xf8f01800-0xf8f0185c）icd cpu接口选择寄存器，配置cpu接口选择（cpu0/cpu1），包括24个寄存器，icdiptr 0- icdiptr 23，每个寄存器32位，占4个字节，每8位代表一个中断，32位x24/8=96，正好包括所有中断。
**5) icdicer: 中断不使能寄存器，**3个寄存器，icdicer 0- icdicer 2（0xf8f01180-0xf8f01888），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示不使能(屏蔽)。
**6) icdiser: 中断使能寄存器，**3个寄存器，icdiser 0- icdiser 2（0xf8f01100-0xf8f01108），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示使能。
7) icdicpr: 清除中断等待寄存器。3个寄存器，icdicpr 0- icdicpr 2（0xf8f01280-0xf8f01288），每个寄存器32位，占4个字节，每位代表一个中断，32位x3=96，正好包括所有中断。写1表示清除中断等待状态。
寄存器 地址 中断号
icdicfr0 0xf8f01c00 #0-#15
icdicfr1 0xf8f01c04 #27-#31（16-26保留）
icdicfr2 0xf8f01c08 #32-#47（36保留）
icdicfr3 0xf8f01c0c #48-#63
icdicfr4 0xf8f01c10 #64-#79
icdicfr5 0xf8f01c14 #80-#95（93/94/95保留）
2. 中断控制器(icc寄存器)：
1) iccpmr: （0xf8f00104）中断优先级屏蔽寄存器，设置cpu的中断优先级。（与icd的中断优先级比较。比写到这个寄存器的优先级值大的，cpu可以处理） xil_out32(0xf8f00104,0xf0);设置cpu的中断优先级为f0。
2) iccicr：（0xf8f00100）icc cpu接口配置寄存器，配置cpu接口。使能某个中断，比如irq：write_reg(0xf8f00100,0x07)即使处理器能接收irq，使能中断信号连接到处理器。
gpio中断源配置
所有gpio共享一个中断(#52,bank1)，必须在软件上检查int_mask和int_stat的值判断是哪个gpio引发了中断。
1. int_mask（0xe000a20c）:中断屏蔽寄存器，只读，读取该寄存器的值可以显示哪些位被屏蔽和没有屏蔽（即使能）。
2. int_ent（0xe000a210–）: 中断使能寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1，对应的引脚中断功能开启，即使能。
3. int_dis（0xe000a214—）:屏蔽寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1，对应的引脚中断屏蔽。
4. int_stat（0xe000a18–）：中断状态寄存器（4个bank，4个寄存器）。每一位代表对应的引脚上是否发生中断事件，中断发生时，该引脚的中断标志位为1。如果对该位写1，清除该引脚的中断标志，写0无操作。
5. int_type（0xe000a21c–）:中断类型寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1代表边沿触发中断，写0代表电平触发中断。
6. int_polarity（0xe000a220–）: 中断极性寄存器，控制中断的触发条件（4个bank，4个寄存器）。写1代表高电平或者上升沿触发，写0代表低电平或者下降沿触发。
7. int_any（0xe000a224–）: 中断边沿触发类型设置寄存器（4个bank，4个寄存器）。写1代表上升沿和下降沿同时触发，写0代表单边沿触发中断，只在int_type设置为边沿触发中断（写1）时有效。
中断处理过程 为了使得上层应用程序与硬件中断跳转联系起来，需要编写一段中间的服务程序来进行连接，这样的服务程序被称为中断解析程序。
中断的流程（不包括寄存器的初始化和设置）
1. 定义中断向量表
//定义中断向量表结构体,handler为函数，data为函数handler的参数
typedef struct {
xil_exceptionhandler handler;
void *data;
} xexc_vectortableentry;
2. //声明中断向量表
extern xexc_vectortableentry xexc_vectortable[];
3. //安装中断处理函数 （中断解析程序）
xexc_vectortable[5].handler =(xil_exceptionhandler)interrupthandler_irq;
xexc_vectortable[5].data = null;
4. //irq中断处理函数
void interrupthandler_irq(void);
中断初始化及配置
1. icd寄存器组（中断分配器）的初始化，共计7个。void int_init(void);
2. icc寄存器组（中断控制器）的初始化并设置，共计2个，void cpu_init(void);
3. 中断号（比如uart1 82号,gpio#52）各个寄存器的初始化.
4. 打开irq总异常。xil_exceptionenable();
中断初始化及配置注意事项：
1. 初始化顺序，包括屏蔽、使能、清中断标志位等，尤其屏蔽和使能保持一致。
2. 电平触发、边沿触发要配置一致
3. 中断处理函数中，可以加个延时，防止电平和边沿的抖动，多次触发。
4. 中断处理函数中，注意清除相应中断的标志位，为下次中断做准备。
5. 打开irq中断的位置，最好在所有中断初始化完成后，防止开机中断。
例程：
//*******************btn8按键产生中断打印*******************//
#include
#include
#include vectors.h
#include xil_exception.h
#include xil_io.h
//mio register
#define dirm_1 0xe000a244
#define int_en_1 0xe000a250
#define int_dis_1 0xe000a254
#define int_stat_1 0xe000a258//read:1-int has occurred write:1-clear int status bit
#define int_type_1 0xe000a25c
#define int_polarity_1 0xe000a260
#define int_any_1 0xe000a264
//icc
#define iccicr 0xf8f00100//cpu interface control register 配置cpu接口
#define iccpmr 0xf8f00104//interrupt priority mask register 配置cpu中断优先级
//icd
#define icddcr 0xf8f01000//distributor control register 控制开启或关闭中断配置
#define icdiser1 0xf8f01104//interrupt set-enable register 使能icd中断寄存器
#define icdicer1 0xf8f01184//interrupt clear-enable register 不使能icd中断寄存器
#define icdipr13 0xf8f01434//interrupt priority register icd中断优先级
#define icdiptr13 0xf8f01834//interrupt processor targets register 配置cpu接口选择
#define icdicfr3 0xf8f01c0c//interrupt configuration register 配置icd中断触发模式
#define icdicpr1 0xf8f01284//interrupt clear-pending register 清除中断寄存器
#define spi_status_0 0xf8f01d04//spi status register 0
#define icciar 0xf8f0010c//interrupt acknowledge register
#define icceoir 0xf8f00110//end of interrupt register cpu结束响应，中断状态由active->inactive
//定义中断向量表结构体,handler为函数，data为函数handler的参数
typedef struct {
xil_exceptionhandler handler;
void *data;
} xexc_vectortableentry;
//申明中断向量表
extern xexc_vectortableentry xexc_vectortable[];
void interrupthandler_irq(void); //irq中断处理函数
void int_init(void); //gic中断初始化， icd寄存器组
void gpio_init(void);
void cpu_init(void);
int main(void)
{
xexc_vectortable[5].handler =(xil_exceptionhandler)interrupthandler_irq;
xexc_vectortable[5].data = null;
//initialize
int_init();
cpu_init();
gpio_init();
xil_printf(begin\r\n);
xil_exceptionenable();//这句放在这里,避免开机中断
while(1);
return 0;
}
void interrupthandler_irq(void)
{
u32 i;
u32 intid;
u32 intidfull;
xil_printf(come in 1\r\n);
for (i = 0; i inactive
}
//对#52号中断
void int_init(void)
{
xil_out32(icddcr, 0ul);//关闭中断配置
xil_out32(icdicer1, 0x100000);//不使能 #52
// xil_out32(icdicfr3, 0x100);//电平触发
xil_out32(icdicfr3, 0x300);//边沿触发
xil_out32(icdipr13, 0xa0);//优先级a0
xil_out32(icdiptr13, 0x01);//处理器为cpu0
xil_out32(icdicpr1, 0xffffffff);//icd 所有中断清标志位
xil_out32(icdiser1, 0x100000);//使能 #52
xil_out32(icddcr, 0x01);//中断分配器更新状态
}
//gpio mio_50 mio50(0x40000) 中断#52(0x100000)
void gpio_init(void)
{
// xil_out32(dirm_1, 0x40000);//output modem 没影响
xil_out32(int_dis_1, 0x3fffff);//中断屏蔽 [21:0]
// xil_out32(int_type_1, 0x000000);//电平触发
// xil_out32(int_polarity_1, 0x3fffff);//高电平
xil_out32(int_type_1, 0x3fffff);//边沿触发
xil_out32(int_polarity_1, 0x3fffff);//上升沿
xil_out32(int_any_1, 0x0);//单边沿
xil_out32(int_stat_1, 0x3fffff);//gpio清除标志位
xil_out32(int_en_1, 0x40000);//中断使能
}
void cpu_init(void)
{
//中断优先级都是a0,优先级高于f0，cpu可接受这些中断
xil_out32(iccpmr,0xf0);
//处理器能接收irq，使能中断信号连接到处理器
xil_out32(iccicr,0x07);
}
社区防控是疫情防控的基础环节 安防技术无处不在
12-72V中功率测试板CK3364N-V02
三星P30究竟是后置指纹还是屏下指纹设计？
十年之内，激光雷达技术谁将胜出
一分钟了解用于光计算的可控制光散射的硅基纳米天线
ZedBoard之中断原理及过程详解
什么是5G LAN，优势及应用场景有哪些
云服务商如何切入卫星遥感行业
华为5G被美国MIT（麻省理工）表扬了!
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