[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] LINUX驱动篇连载-11 PL中断实验

软件版本：vitis2021.1(vivado2021.1)

操作系统：WIN10 64bit

硬件平台：适用XILINX Z7/ZU系列FPGA

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1 概述

PL到PS的中断是ARM和FPGA交互中非常重要的一项功能。PS的中断控制器及时响应PL的中断，以通知CPU及时处理。本文通过按键输入，模拟中断信号的参数，通过简单的实验掌握PL到PS中断使用。然后在后续很多demo中，我们都会遇到PL到PS中断使用。虽然本文只用到了PL中断，但是在本文的第二下节，我们会对ZYNQ MPSOC的中断资源做一个简要介绍。

本文实验目的：

• 熟悉ZYNQ MPSOC的中断资源,并且重点掌握PL-PS的中断资源
• 搭建由FPGA按键输入模拟PL中断产生的的SOC工程
• 编写PL中断测试验证程序
  

2 系统框图

3 PL中断资源简介

共有16个PL到PS中断通过Shared Peripheral Interrupts接入到CPU.

PL-PS的中断资源分2组，第1组的中断号为68~61；第2组的中断号为15~8

4 搭建SOC系统工程

详细的搭建过程这里不再重复，对于初学读者如果还不清楚如何创建SOC工程的，请学习“01Vitis Soc开发入门”这篇文章。

4.1 SOC系统工程

4.2 编译并导出平台文件

以下步骤简写，有不清楚的看“[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] LINUX基础篇连载-04 从vitis移植Ubuntu实现二次开发”。

1:打开soc_prj内工程。

2:生成Bit文件。

3:导出到硬件: FileExport HardwareInclude bitstream

4:导出完成后，对应工程路径的soc_hw路径下有硬件平台文件：system_wrapper.xsa的文件。根据硬件平台文件system_wrapper.xsa来创建需要Platform平台。

5：打开vitis，并添加设备树模板。

6：创建工程文件，选择device tree创建，创建完成后编译工程。

7：获得设备树以及启动文件，打开虚拟机将文件拷贝到开发包的指定位置。

4.3 设备树修改及驱动编译

1：设备树修改

本章vitis不会生成任何有用的设备树，所以需要手动添加，另外soc_dts内有写好的设备树，若不熟可以参考。设备树的修改如下：

添加的设备如下：

1. plint {
   
2. compatible = "milianke,plint";
   
3. interrupt-parent = <&intc>;
   
4. interrupts = <0 29 4>; // 61 - 32
   
5. };

复制代码

compatible字段用来匹配驱动，而interrupts为中断号。

第一位的中断号为 61，在Linux使用中断号时。实际要减去32，即fdma的中断号为 29。

2：编译系统

拷贝上一步写好的设备树到指定路径，拷贝其他文件后，编译uboot，编译kernel，制作镜像并烧录系统。具体步骤参考“[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] LINUX基础篇连载-04 从vitis移植Ubuntu实现二次开发”。

3：编译驱动

将对应的demo拷贝至/home/uisrc下，同时确保/home/uisrc下有软件开发包uisrc-lab-xlnx。

进入demo的路径，使用make编译驱动。

其中.ko结尾的文件为我们编译出来的驱动。

4：拷贝程序

将对应的文件拷贝至sd卡上：

5 程序分析

1. #include <linux/module.h>
   
2. #include <linux/interrupt.h>
   
3. #include <linux/of_platform.h>
   
4. 
   
5. struct PLInt
   
6. {
   
7. int irq;
   
8. };
   
9. struct PLInt *PLInt_data;
   
10. 
    
11. static irqreturn_t pl_irq_handler(int irq, void *data)
    
12. {
    
13. printk(KERN_CRIT "plbutton\n");
    
14. return IRQ_HANDLED;
    
15. }
    
16. 
    
17. int of_PLInt_data(struct PLInt *pdata, struct platform_device *pdev)
    
18. {
    
19. pdata->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
    
20. if (pdata->irq < 0)
    
21. {
    
22.   printk("[err]unable get irq.\n");
    
23.   return -1;
    
24. }
    
25. printk("irq: %d\n", pdata->irq);
    
26. 
    
27. return 0;
    
28. }
    
29. 
    
30. static int PLInt_probe(struct platform_device *pdev)
    
31. {
    
32. int ret = 0;
    
33. struct device *dev = &pdev->dev;
    
34. struct PLInt *pdata = dev_get_platdata(dev);
    
35. if (!pdata)
    
36. {
    
37.   pdata = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct PLInt), GFP_KERNEL);
    
38.   if (!pdata)
    
39.    return -ENOMEM;
    
40. 
    
41.   platform_set_drvdata(pdev, pdata);
    
42. }
    
43. ret = of_PLInt_data(pdata, pdev);
    
44. PLInt_data = pdata;
    
45. ret = request_irq(PLInt_data->irq, pl_irq_handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "PLInt", PLInt_data);
    
46. return ret;
    
47. }
    
48. 
    
49. static int PLInt_remove(struct platform_device *pdev)
    
50. {
    
51. free_irq(PLInt_data->irq, PLInt_data);
    
52. return 0;
    
53. }
    
54. 
    
55. static struct of_device_id PLInt_of_match[] = {
    
56. {.compatible = "milianke,plint"},
    
57. {},
    
58. };
    
59. 
    
60. static struct platform_driver PLInt_device_driver = {
    
61. .driver = {
    
62.   .name = "PLInt",
    
63.   .owner = THIS_MODULE,
    
64.   .of_match_table = of_match_ptr(PLInt_of_match),
    
65. },
    
66. .probe = PLInt_probe,
    
67. .remove = PLInt_remove,
    
68. };
    
69. 
    
70. static int __init PLInt_init(void)
    
71. {
    
72. return platform_driver_register(&PLInt_device_driver);
    
73. }
    
74. 
    
75. static void __exit PLInt_exit(void)
    
76. {
    
77. platform_driver_unregister(&PLInt_device_driver);
    
78. }
    
79. 
    
80. late_initcall(PLInt_init);
    
81. module_exit(PLInt_exit);
    
82. 
    
83. MODULE_LICENSE("GPL");
    
84. MODULE_AUTHOR("uisrc");

复制代码

行64，调用行55~58代码，与设备树的compatible字段匹配。

行20~47，驱动初始化函数，需要读取设备树的中断号，并使用中断号申请中断。

行49~53，驱动注销函数，主要用来释放中断。

行17~27，获取设备树中的中断号。

行11~15，中断回调函数。

6 演示结果

6.1 硬件准备

将SD卡插入板卡。

SD2.0 启动 01 而模式开关为 ON OFF（7100 需要先将系统烧录进qspi，然后才能从qspi启动sd卡，“[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] LINUX基础篇连载-04 从vitis移植Ubuntu实现二次开发”）

将 PS 端串口线连接电脑，如果要使用 ssh 登录，将网口线同样连接至电脑，最后给开发板通电。每次重新上电，需要重新插拔 PS 串口，否则会登录失败。

接入12V直流电源开机。

6.2 实验结果

登录板卡后，ls找到刚才拷贝进来的驱动文件，运行sudo insmod plint.ko装载驱动：

按下配套开发板上的PL 输入按键：

输出结果如下：

按几次就会输出几次plbutton。