[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] FPGA_SDK入门篇连载-17 PL中断实验

​ 软件版本：VIVADO2021.1
操作系统：WIN10 64bit
硬件平台：适用 XILINX A7/K7/Z7/ZU/KU 系列 FPGA
实验平台：米联客-MLK-H3-CZ08-7100开发板
板卡获取平台：https://milianke.tmall.com/
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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的中断资源做一个简要介绍。

本文实验目的：

1:熟悉ZYNQ的中断资源,并且重点掌握PL-PS的中断资源

2:搭建由FPGA按键输入模拟PL中断产生的的SOC工程

3:通过VITIS-SDK编写PL中断测试验证程序

2系统框图
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3PL中断资源简介

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

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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

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4硬件电路分析
​

配套工程的FPGA PIN脚定义路径为soc_prj/uisrc/04_pin/ fpga_pin.xdc。

5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。

5.1SOC系统工程
​
​
5.2编译并导出平台文件

以下步骤简写，有不清楚的看第一篇文章。

1:单击Block文件à右键àGenerate the Output ProductsàGlobalàGenerate。

2:单击Block文件à右键à Create a HDL wrapper(生成HDL顶层文件)àLet vivado manager wrapper and auto-update(自动更新)。

3:添加配套工程路径下uisrc/04_pin/fpga_pin.xdc约束文件

4:生成Bit文件。

5:导出到硬件: FileàExport HardwareàInclude bitstream

6: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。

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6搭建Vitis-sdk工程

创建soc_base sdk platform和APP工程的过程不再重复，如果不清楚请参考本章节第一个demo。

6.1创建SDK Platform工程
​

右击soc_base编译，编译的时间可能会有点长

6.2创建APP工程
​
7程序分析

在前面实验中，我们已经使用过PS的中断，比如GPIO中断、定时器中断、看门狗中断、I2C中断等等。其中关于sys_intr.c中的函数都做了详细介绍。所以本文开始不再介绍sys_intr.c中的函数。

7.1pl_intr_test.c测试主程序

1. #include "sys_intr.h"
   
2. #include "pl_intr.h"
   
3. 
   
4. XScuGic Intc; //GIC
   
5. 
   
6. void init_intr_sys(void)
   
7. {
   
8.         Init_Intr_System(&Intc);
   
9.         pl_intr_init(&Intc);
   
10.         Setup_Intr_Exception(&Intc);
    
11. }
    
12. 
    
13. int main(void)
    
14. {
    
15.         init_intr_sys();
    
16.         while(1);
    
17.     return 0;
    
18. }

复制代码

7.2 pl_intr.c程序

1. #include "pl_intr.h"
   
2. //按键SW1中断回调
   
3. void SW1_intr_Handler(void *param)
   
4. {
   
5.     int sw_id = (int)param;
   
6.     printf("SW1=%d int\n\r", sw_id);
   
7. }
   
8. //按键SW2中断回调
   
9. void SW2_intr_Handler(void *param)
   
10. {
    
11.     int sw_id = (int)param;
    
12.     printf("SW2=%d int\n\r", sw_id);
    
13. }
    
14. 
    
15. //这个函数中，设置中断触发模式
    
16. static void pl_intr_setup(XScuGic *InstancePtr, int intId, int intType)
    
17. {
    
18.     int mask;
    
19.     intType &= PL_INT_TYPE_MASK;
    
20.     mask = XScuGic_DistReadReg(InstancePtr, INT_CFG0_OFFSET + (intId/16)*4);
    
21.     mask &= ~(PL_INT_TYPE_MASK << (intId%16)*2);
    
22.     mask |= intType << ((intId%16)*2);
    
23.     XScuGic_DistWriteReg(InstancePtr, INT_CFG0_OFFSET + (intId/16)*4, mask);
    
24. }
    
25. //PL 中断函数初始化
    
26. int pl_intr_init(XScuGic * InstancePtr)
    
27. {
    
28.         int status;
    
29. 
    
30.     // Connect SW1~SW2 interrupt to handler
    
31.     status = XScuGic_Connect(InstancePtr,SW1_INT_ID,(Xil_ExceptionHandler)SW1_intr_Handler,(void *)1);
    
32. 
    
33.     if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;
    
34. 
    
35.     status = XScuGic_Connect(InstancePtr,SW2_INT_ID,(Xil_ExceptionHandler)SW2_intr_Handler,(void *)2);
    
36. 
    
37.     if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;
    
38. 
    
39.     // Set interrupt type of SW1~SW2 to rising edge
    
40.     pl_intr_setup(InstancePtr, SW1_INT_ID, PL_INT_TYPE_RISING_EDGE);
    
41.     pl_intr_setup(InstancePtr, SW2_INT_ID, PL_INT_TYPE_RISING_EDGE);
    
42. 
    
43.     // Enable SW1~SW2 interrupts in the controller
    
44.     XScuGic_Enable(InstancePtr, SW1_INT_ID);
    
45.     XScuGic_Enable(InstancePtr, SW2_INT_ID);
    
46. 
    
47.     return XST_SUCCESS;
    
48. }

复制代码

1:pl_intr_init(XScuGic * InstancePtr)函数

这个函数中，我们设置了2个中断回调函数SW1_intr_Handler和SW2_intr_Handler，并且分别关联到GIC中断号61和62.

XScuGic_Connect(InstancePtr,SW1_INT_ID,(Xil_ExceptionHandler)SW1_intr_Handler,(void *)1)

XScuGic_Connect(InstancePtr,SW2_INT_ID,(Xil_ExceptionHandler)SW2_intr_Handler,(void *)2)

​

读者可以看前面Setup_Intr_Exception函数中关于

Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,(void *)IntcInstancePtr)函数的说明。

当有中断发生的时候，61和62相关的中断函数会被回调。

2:pl_intr_setup(XScuGic *InstancePtr, int intId, int intType)函数

这个函数中，设置中断触发模式。

我们这里的PL中断号是61 和62，我们以61计算。

中断配置寄存器的偏移地址为ICDICFR0=0x00001C00

中断配置寄存器每16个中断一组,(61/16)*4=12=0x0C

所以写入的寄存器的偏移地址是ICDICFR7=0x00001C0C

下图是ZYNQ的寄存器说明，我们对MPSOC的配置可以推到出来。

比如对于ZYNQ的61号中断，配置ICDICFR3寄存器的31:30可以设置触发模式是高电平触发，上升沿触发

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8方案演示
8.1硬件准备
本实验需要用到 JTAG 下载器、USB 转串口外设，另外需要把核心板上的 2P 模式开关设置到 JTAG 模式，即 ON ON(注意新版本的 MLK_H3_CZ08-7100-MZ7100FC)，支持 JTAG 模式，对于老版本的核心板，JTAG 调试的时候 一定要拔掉 TF 卡，并且设置模式开关为 OFF OFF)
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按下如上箭头所指的按键。

8.2实验结果

按下配套开发板上的PL 输入按键，输出结果如下：

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