[米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] FPGA_SDK入门篇连载-05 PS-MIO/EMIO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

本课对ZYNQ芯片的PS GPIO进行介绍，通过点亮LED和读取按键输入值，演示PS端MIO/EMIO的使用方法。

本文实验目的：

1:熟悉ZYNQ SOC PS部分MIO/EMIO的内部结构、相关寄存器

2:掌握ZYNQ IP核中如何分配MIO/EMIO

3:掌握SDK 中如何使用MIO/EMIO

2系统框图

PS MIO一般会分配到固定的外设，包括FLASH、EMMC、TFCARD、UART、USB2.0、ETH以太网。PS的IO也可以单独配置成普通的GPIO，如果IO不够用也可以通过EMIO扩展更多IO,对于ZYNQ最多支持扩展64个EMIO。

​
3PS-MIO/PS-EMIO介绍

ZYNQ SOC PS部分的IO包括PS-MIO和PS-EMIO。MIO分布在PS的Bank0、Bank1，EMIO分布在PS的Bank2、Bank3。PS-MIO具有54个GPIO，PS-EMIO具有最多64个。PS-MIO的IO位置是固定好的，功能也是预先定义好了，而PS-EMIO是通过把芯片内部PS的PS-EMIO引线接到了PL部分的FPGA Pin脚上。

在实际的应用中PS-MIO主要满足必要常用的外设IO需求，比如串口、SDIO、以太网等，而PS-EMIO按需配置，用多少，配置多少。

PS的54个MIO与PS直接相连。不需要添加FPGA的引脚约束，对于EMIO是通过FPGA的IO扩展的，除了需要对PS的ZYNQ IP设置，还需要绑定到FPGA的引脚，所以需要对EMIO做IO引脚约束。

GPIO控制和状态寄存器是从基地址0xE000_A000开始的存储器映射。

3.1PS-MIO/EMIO的BANK
​
PS-MIO：

Bank0:MIO[31:0] GPIO PIN脚号：MIO31~MIO0

Bank1:MIO[53:32] GPIO PIN脚号：MIO53~MIO32

PS-EMIO：

Bank2:EMIO[ 0:31] 可以分配到任意的FPGA IO

Bank3:EMIO[32:63] 可以分配到任意的FPGA IO

所以PS-MIO和EMIO 最多118个IO可用

3.2PS-MIO/EMIO的寄存器

上图中，每个BANK的IO都具有以下的IO结构，下图中不管是MIO还是EMIO，他们的控制寄存器、状态寄存器等都一样，差异也仅仅是MIO是PS固定好了，而EMIO可以把信号映射到FPGA的IO上。

​

本方案只讲解MIO/EMIO的输入输出配置，中断相关的寄存器，下一个方案中讲解。

1:DATA_RO寄存器:

MIO/EMIO的数据只读寄存器，不管是输入还是输出，都可以通过该寄存器读取到当前IO的状态；

2:DATA寄存器:

MIO/EMIO数据寄存器，可读写，一般是写入数据控制IO的输出值；  

3:MASK_DATA_LSW寄存器:

BANK IO中低16位IO位设置寄存器。该寄存器分高16中对应位设置0，用于数据的更新输出，低16用于设置需要输出的数据。

4:MASK_DATA_MSW寄存器:

BANK IO中高16位IO位设置寄存器。该寄存器分高16中对应位设置0，用于数据的更新输出，低16用于设置需要输出的数据。

5:DIRM:寄存器

MIO/EMIO的方向控制寄存器，当DIRM[x]==0时候，禁止输出

6:OEN寄存器:

MIO/EMIO输出使能寄存器，当配置成MIO的时候，设置OEN[x]=0，MIO处于三态，但是EMIO不支持三态。

当设置DIRM[x] & OEN[x]=0  MIO/EMIO输出；

当设置DIRM[x] & OEN[x]=1  MIO/EMIO输入；

关于更多寄存器的定义说明，可以参考技术手册ug585-Zynq-7000-TRM.pdf

注意：如果MIO TRI_ENABLE设置为1，则启用三态并禁用驱动器，则OEN将被忽略并且输出为三态。

4硬件电路分析

这里我们需要用到2个MIO，6个EMIO(PL 的IO 可以定义为EMIO)，其中MIO51的输出高电平是1.8V所以亮度会比较低一些。

​

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。

本文中的PS设置内容是新增加的EMIO部分，关于DDR、MIO、CPU时钟等设置请参考“01Vitis Soc开发入门”这篇文章。

5.1MIO/EMIO配置

01Vitis Soc开发入门”这篇文章中已经对特定功能的MIO做了设置，只有剩余的MIO可以用于其他的自定义功能。以下设置未分配功能的MIO,以及需要扩展的EMIO的数量。

​
5.2EMIO在PL中定义

设置好后，右击GPIO_0引出GPIO_0并且改名为ps_emio.

​

由于ps_emio最终需要定义到FPGA的IO中，所以我们需要引出ps_emio信号到顶层文件

​

1. `timescale 1 ps / 1 ps
   
2. 
   
3. module system_wrapper
   
4.    (DDR_addr,
   
5.     DDR_ba,
   
6.     DDR_cas_n,
   
7.     DDR_ck_n,
   
8.     DDR_ck_p,
   
9.     DDR_cke,
   
10.     DDR_cs_n,
    
11.     DDR_dm,
    
12.     DDR_dq,
    
13.     DDR_dqs_n,
    
14.     DDR_dqs_p,
    
15.     DDR_odt,
    
16.     DDR_ras_n,
    
17.     DDR_reset_n,
    
18.     DDR_we_n,
    
19.     FIXED_IO_ddr_vrn,
    
20.     FIXED_IO_ddr_vrp,
    
21.     FIXED_IO_mio,
    
22.     FIXED_IO_ps_clk,
    
23.     FIXED_IO_ps_porb,
    
24.     FIXED_IO_ps_srstb,
    
25.     ps_emio_tri_io);
    
26.   inout [14:0]DDR_addr;
    
27.   inout [2:0]DDR_ba;
    
28.   inout DDR_cas_n;
    
29.   inout DDR_ck_n;
    
30.   inout DDR_ck_p;
    
31.   inout DDR_cke;
    
32.   inout DDR_cs_n;
    
33.   inout [3:0]DDR_dm;
    
34.   inout [31:0]DDR_dq;
    
35.   inout [3:0]DDR_dqs_n;
    
36.   inout [3:0]DDR_dqs_p;
    
37.   inout DDR_odt;
    
38.   inout DDR_ras_n;
    
39.   inout DDR_reset_n;
    
40.   inout DDR_we_n;
    
41.   inout FIXED_IO_ddr_vrn;
    
42.   inout FIXED_IO_ddr_vrp;
    
43.   inout [53:0]FIXED_IO_mio;
    
44.   inout FIXED_IO_ps_clk;
    
45.   inout FIXED_IO_ps_porb;
    
46.   inout FIXED_IO_ps_srstb;
    
47.   inout [5:0]ps_emio_tri_io;
    
48. 
    
49.   wire [14:0]DDR_addr;
    
50.   wire [2:0]DDR_ba;
    
51.   wire DDR_cas_n;
    
52.   wire DDR_ck_n;
    
53.   wire DDR_ck_p;
    
54.   wire DDR_cke;
    
55.   wire DDR_cs_n;
    
56.   wire [3:0]DDR_dm;
    
57.   wire [31:0]DDR_dq;
    
58.   wire [3:0]DDR_dqs_n;
    
59.   wire [3:0]DDR_dqs_p;
    
60.   wire DDR_odt;
    
61.   wire DDR_ras_n;
    
62.   wire DDR_reset_n;
    
63.   wire DDR_we_n;
    
64.   wire FIXED_IO_ddr_vrn;
    
65.   wire FIXED_IO_ddr_vrp;
    
66.   wire [53:0]FIXED_IO_mio;
    
67.   wire FIXED_IO_ps_clk;
    
68.   wire FIXED_IO_ps_porb;
    
69.   wire FIXED_IO_ps_srstb;
    
70.   wire [0:0]ps_emio_tri_i_0;
    
71.   wire [1:1]ps_emio_tri_i_1;
    
72.   wire [2:2]ps_emio_tri_i_2;
    
73.   wire [3:3]ps_emio_tri_i_3;
    
74.   wire [4:4]ps_emio_tri_i_4;
    
75.   wire [5:5]ps_emio_tri_i_5;
    
76.   wire [0:0]ps_emio_tri_io_0;
    
77.   wire [1:1]ps_emio_tri_io_1;
    
78.   wire [2:2]ps_emio_tri_io_2;
    
79.   wire [3:3]ps_emio_tri_io_3;
    
80.   wire [4:4]ps_emio_tri_io_4;
    
81.   wire [5:5]ps_emio_tri_io_5;
    
82.   wire [0:0]ps_emio_tri_o_0;
    
83.   wire [1:1]ps_emio_tri_o_1;
    
84.   wire [2:2]ps_emio_tri_o_2;
    
85.   wire [3:3]ps_emio_tri_o_3;
    
86.   wire [4:4]ps_emio_tri_o_4;
    
87.   wire [5:5]ps_emio_tri_o_5;
    
88.   wire [0:0]ps_emio_tri_t_0;
    
89.   wire [1:1]ps_emio_tri_t_1;
    
90.   wire [2:2]ps_emio_tri_t_2;
    
91.   wire [3:3]ps_emio_tri_t_3;
    
92.   wire [4:4]ps_emio_tri_t_4;
    
93.   wire [5:5]ps_emio_tri_t_5;
    
94. 
    
95.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_0
    
96.        (.I(ps_emio_tri_o_0),
    
97.         .IO(ps_emio_tri_io[0]),
    
98.         .O(ps_emio_tri_i_0),
    
99.         .T(ps_emio_tri_t_0));
    
100.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_1
     
101.        (.I(ps_emio_tri_o_1),
     
102.         .IO(ps_emio_tri_io[1]),
     
103.         .O(ps_emio_tri_i_1),
     
104.         .T(ps_emio_tri_t_1));
     
105.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_2
     
106.        (.I(ps_emio_tri_o_2),
     
107.         .IO(ps_emio_tri_io[2]),
     
108.         .O(ps_emio_tri_i_2),
     
109.         .T(ps_emio_tri_t_2));
     
110.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_3
     
111.        (.I(ps_emio_tri_o_3),
     
112.         .IO(ps_emio_tri_io[3]),
     
113.         .O(ps_emio_tri_i_3),
     
114.         .T(ps_emio_tri_t_3));
     
115.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_4
     
116.        (.I(ps_emio_tri_o_4),
     
117.         .IO(ps_emio_tri_io[4]),
     
118.         .O(ps_emio_tri_i_4),
     
119.         .T(ps_emio_tri_t_4));
     
120.   IOBUF ps_emio_tri_iobuf_5
     
121.        (.I(ps_emio_tri_o_5),
     
122.         .IO(ps_emio_tri_io[5]),
     
123.         .O(ps_emio_tri_i_5),
     
124.         .T(ps_emio_tri_t_5));
     
125.   system system_i
     
126.        (.DDR_addr(DDR_addr),
     
127.         .DDR_ba(DDR_ba),
     
128.         .DDR_cas_n(DDR_cas_n),
     
129.         .DDR_ck_n(DDR_ck_n),
     
130.         .DDR_ck_p(DDR_ck_p),
     
131.         .DDR_cke(DDR_cke),
     
132.         .DDR_cs_n(DDR_cs_n),
     
133.         .DDR_dm(DDR_dm),
     
134.         .DDR_dq(DDR_dq),
     
135.         .DDR_dqs_n(DDR_dqs_n),
     
136.         .DDR_dqs_p(DDR_dqs_p),
     
137.         .DDR_odt(DDR_odt),
     
138.         .DDR_ras_n(DDR_ras_n),
     
139.         .DDR_reset_n(DDR_reset_n),
     
140.         .DDR_we_n(DDR_we_n),
     
141.         .FIXED_IO_ddr_vrn(FIXED_IO_ddr_vrn),
     
142.         .FIXED_IO_ddr_vrp(FIXED_IO_ddr_vrp),
     
143.         .FIXED_IO_mio(FIXED_IO_mio),
     
144.         .FIXED_IO_ps_clk(FIXED_IO_ps_clk),
     
145.         .FIXED_IO_ps_porb(FIXED_IO_ps_porb),
     
146.         .FIXED_IO_ps_srstb(FIXED_IO_ps_srstb),
     
147.         .ps_emio_tri_i({ps_emio_tri_i_5,ps_emio_tri_i_4,ps_emio_tri_i_3,ps_emio_tri_i_2,ps_emio_tri_i_1,ps_emio_tri_i_0}),
     
148.         .ps_emio_tri_o({ps_emio_tri_o_5,ps_emio_tri_o_4,ps_emio_tri_o_3,ps_emio_tri_o_2,ps_emio_tri_o_1,ps_emio_tri_o_0}),
     
149.         .ps_emio_tri_t({ps_emio_tri_t_5,ps_emio_tri_t_4,ps_emio_tri_t_3,ps_emio_tri_t_2,ps_emio_tri_t_1,ps_emio_tri_t_0}));
     
150. endmodule

复制代码

以上代码中，原语IOBUF对于很多初学者来说，可能会有疑惑，所以有必要介绍下如何使用。

1.    IOBUF IOBUF_inst (
   
2.       .O(O),   // 1-bit output: Buffer output  方向是外部引脚IO 输入到FPGA内部逻辑
   
3.       .I(I),   // 1-bit input: Buffer input方向是FPGA内部逻辑输出到外部引脚IO
   
4.       .IO(IO), // 1-bit inout: Buffer inout (connect directly to top-level port) 外部引脚IO
   
5.       .T(T)    // 1-bit input: 3-state enable input 定义输入还是输出，当T=0 IO是三态的可以用于输入，当T=1 是输出
   
6.    );

复制代码

5.3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。

​
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

1. #include "xparameters.h"
   
2. #include "xgpiops.h"
   
3. #include "xstatus.h"
   
4. #include "xplatform_info.h"
   
5. #include <xil_printf.h>
   
6. 
   
7. 
   
8. #ifndef GPIO_DEVICE_ID
   
9. #define GPIO_DEVICE_ID                XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
   
10. #endif
    
11. 
    
12. #define printf xil_printf        /* Smalller foot-print printf */
    
13. 
    
14. XGpioPs Gpio;        /* The driver instance for GPIO Device. */
    
15. 
    
16. #define LED0  (50)// MIO
    
17. #define LED1  (54)//EMIO
    
18. #define LED2  (55)//EMIO
    
19. #define LED3  (56)//EMIO
    
20. #define LED4  (57)//EMIO
    
21. #define BTN0  (58)//EMIO
    
22. #define BTN1  (59)//EMIO
    
23. #define BTN2  (51)// MIO
    
24. 
    
25. int GpioPolledInit(u16 DeviceId);
    
26. 
    
27. int main(void)
    
28. {
    
29.         int Status;
    
30.         u8  nled =0;
    
31.         u32 val_btn0 ;
    
32.         u32 val_btn1 ;
    
33.         u32 val_btn2 ;
    
34. 
    
35.         printf("GPIO Polled Mode Example Test \r\n");
    
36. 
    
37.         Status = GpioPolledInit(GPIO_DEVICE_ID);
    
38. 
    
39.         if (Status != XST_SUCCESS) {
    
40.                 printf("GPIO Polled Mode Example Test Failed\r\n");
    
41.                 return XST_FAILURE;
    
42.         }
    
43. 
    
44.         while(Status == XST_SUCCESS)
    
45.         {
    
46.                 //驱动LED
    
47.                 XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED0, nled==0);
    
48.                 XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, nled==1);
    
49.                 XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, nled==2);
    
50.                 XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED3, nled==3);
    
51.                 XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED4, nled==4);
    
52. //读取硬件值
    
53.                 val_btn0 = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, BTN0 );
    
54.                 val_btn1 = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, BTN1 );
    
55.                 val_btn2 = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, BTN2 );
    
56.                         
    
57.                 printf("btn0=0x%x btn1=0xx% btn2=0x%x \n\r", val_btn0,val_btn1,val_btn2);               
    
58.                 if(nled == 4)
    
59.                         nled = 0;
    
60.                 else
    
61.                         nled++;
    
62. 
    
63.                 sleep(1);
    
64.         }
    
65. 
    
66.         return XST_SUCCESS;
    
67. }
    
68. 
    
69. int GpioPolledInit(u16 DeviceId)
    
70. {
    
71.         int Status;
    
72.         XGpioPs_Config *ConfigPtr;
    
73.         /* Initialize the GPIO driver. */
    
74.         ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
    
75.         Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);
    
76. 
    
77.      //设置LED相关的MIO EMIO为输出方向
    
78.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED0, 0x1);
    
79.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED1, 0x1);
    
80.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED2, 0x1);
    
81.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED3, 0x1);
    
82.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED4, 0x1);
    
83. 
    
84.         //设置按键相关的IO为输入方向
    
85.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,BTN0, 0x0);
    
86.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,BTN1, 0x0);
    
87.         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,BTN2, 0x0);
    
88. 
    
89. //设置LED的输出使能
    
90.         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED0, 1);
    
91.         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED1, 1);
    
92.         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED2, 1);
    
93.         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED3, 1);
    
94.         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED4, 1);
    
95. 
    
96. //设置LED默认的输出为1
    
97.         XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED0, 1);
    
98.         XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);
    
99.         XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);
    
100.         XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED3, 1);
     
101.         XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED4, 1);
     
102. 
     
103.         return Status;
     
104. }

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接下来对程序进行分析。

7.1结构体static XGpioPs Gpio

含义：这是一个指针实例，指向添加的GPIO端口。

具体分析：

XGpiops:绿色标识的一个结构体。Vitis IDE中结构体都用绿色标识。

将鼠标停留在XGpiops上或右键Open Declaration，查看这个结构体所包含的内容。

​

结构体包含GPIO一些参数，分别是：

typedef struct {

XGpioPs_Config GpioConfig; /**< 设备配置*/

u32 IsReady;     /**<设备是否初始化并准备好 */

XGpioPs_Handler Handler; /**<所有状态的处理程序*/

void *CallBackRef; /**<块处理程序的回调*/

u32 Platform;     /**<设备数据*/

u32 MaxPinNum; /**< GPIO的最大pin数量 */

u8 MaxBanks;     /**< GPIO的最大的bank数量 */

} XGpioPs;

7.2结构体XGpioPs_Config *ConfigPtr

含义：这是一个指针实例。

具体分析：

XGpioPs_Config：绿色标识的一个结构体。

将鼠标停留在XGpiops上或右键Open Declaration，查看这个结构体所包含的内容。

​

          此结构体存放的是GPIO的设备地址和基地址。

7.3 MIO/EMIO序号定义
#define LED0  (51)// MIO
#define LED1  (54)//EMIO
#define LED2  (55)//EMIO
#define LED3  (56)//EMIO
#define LED4  (57)//EMIO
#define BTN0  (58)//EMIO
#define BTN1  (59)//EMIO

#define BTN2  (50)// MIO

含义：PIN序号

是告知程序，操作的MIO或者EMIO在SDK代码中的序号，根据整个需要可以找到当前操作的IO寄存器属于哪一个BANK，以及哪一位，具体的下面代码会继续分析。

7.4 XGpioPs_LookupConfig(DeviceId)函数

此函数中XGpioPs_ConfigTable定义了GPIO的参数信息，右击可以查看具体信息

​

​

继续右击以下GPIO地址定义，可以查到GPIO外设的基地址：

​

​
7.5 XGpioPs_CfgInitialize(InstancePtr, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr)函数
​

以上代码中首先根据硬件平台如果是ZYNQ SOC那么IO BANK最多4个 IO数量最多118个，如果是ZYNQ MPSOC平台，那么IO BANK最多是6个，IO数量最多174个。

7.6 XGpioPs_SetDirectionPin(InstancePtr, LED0,1)函数

设置IO方向，最后一个参数0代表输入，1代表输出。

​

以上代码首先需计算IO所在的BANK和在这个BANK中IO序号。通过函数XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber)计算。这里以MIO51来说，其位于BANK1中

每个BANK的PS IO方向控制寄存器偏移计算=BANK *XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET+ XGPIOPS_DIRM_OFFSET我们主要看XGPIOPS_DIRM_OFFSET。

其中XGPIOPS_DIRM_OFFSET = 0x00000204代表了相对每个BANK的偏移地址，我们看方向寄存器的定义：

Field Name	Bits	Type	Reset Value	Description
DIRECTION_1	31:0	Rw	0x0	0:输入                          1:输出

7.7 XGpioPs_SetOutputEnablePin(InstancePtr, LED, 1)函数
​

以上代码首先需计算IO所在的BANK和在这个BANK中IO序号。通过函数XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber)计算。以MIO51来说，其位于BANK1

每个BANK的PS IO方向控制寄存器偏移计算=BANK *XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET+ XGPIOPS_OUTEN_OFFSET我们主要看XGPIOPS_ XGPIOPS_OUTEN_OFFSET其中XGPIOPS_OUTEN_OFFSET = 0x00000208代表了相对每个BANK的偏移地址，我们看方向寄存器的定义：

Field Name	Bits	Type	Reset Value	Description
OP_ENABLE_1	31:0	Rw	0x0	0:禁止输出                          1:使能输出

7.8 XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber)函数
将鼠标停留在XGpioPs_GetBankPin函数上，按F3查看下其功能。
​
上述部分为程序查找bank号对应代码。程序首先判断平台的类型，这里是ZYNQ平台。GPIO简介介绍ZYNQ有4个bank，因此当程序执行后，程序首先执行else部分的程序。此时看else部分程序。程序给出了4个bank的bank号的最大值，初始化bank号为0，while语句限制了bank的最大数量为4。然后用pin的序号从bank0到bank3逐个比对，若是此时pin的序号小于或等于当前bank的最大值，则可以判断出pin是属于这个bank的，跳出while语句，否则bank号进行自加操作直到得出符合的bank号。接下来if语句，判断bank号是否为bank0，若是则将PinNumber直接赋值，否则在最后的else代码中计算得出PinNumber。
7.9 XGpioPs_WritePin函数

语句：XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, LED0, 1)

含义：写数据到pin脚

具体分析：
XGpioPs_WritePin的参数分别为gpio的基地址、要操作的MIO号和写入的数据。定义如下：
​

这里仅以MIO51所在BANK1的做介绍，其他BANK使用一样。

这里设置位控制输出寄存器MASK_DATA_MSW,该寄存器分2部分，高16bit是控制输出更新，低16bit为输出具体的值。

Field Name	Bits	Type	Reset Value	Description
MASK_1_MSW	31:16	wo	0x0	0:更新输出                          1:屏蔽该位
DATA_1_MSW	15:0	rw	x	需要更新的数据

根据XGpioPs_GetBankPin((u8)Pin, &Bank, &PinNumber)获取IO所在BANK以及IO号，决定是要写入数据的高16位数据寄存器还是低16位数据寄存器。

此时再看XGpioPs_WritePin函数的接下来的这段程序：
​

这段程序完成向指定PS IO写入某个值的操作。这里我们以MIO51写入1来做说明。

1-MIO51在BANK1,对应的BANK1中的位号为19

2-19>16因此需要写入高16bit数据寄存器,其地址偏移为XGPIOPS_DATA_MSW_OFFSET的偏移地址

3-DataVar &= (u32)0x01;因为输入的是1所以计算后DataVar还是1

4-~((u32)1 << (PinNumber + 16U)) 设置 MASK_1_MSW[31:16] 高16bit掩码，MASK_1_MSW[31:16] = ~(1<<19)=0xf7ff

5-(DataVar << PinNumber) | 0xFFFF0000U)设置MASK_1_MSW[15:0]低16bit对应的IO值,MASK_1_MSW[15:0]=0xfff8

XGpioPs_WriteReg函数中第一个参数为设备的基地址， 第二个参数为偏移量，此处为12，第三个参数为要写入寄存器的数据。按照之前讲解的方法，开发人员可自行对库函数进行学习分析。

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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8.2实验结果

IO输出功能，可看到底板上的流水灯运行

IO输入功能,可以通过串口打印读到的按键输入，默认按键都是上拉的高电平。

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