Interrupt中斷

概述：
1. Zynq的中斷類(lèi)型有：
軟件中斷（Software Generated Interrupt, SGI，中斷號(hào)0-15）（16–26 reserved）
私有外設(shè)中斷（Private Peripheral Interrupt, PPI，中斷號(hào)27-31）,
共享外設(shè)中斷（Shared Peripheral Interrupt, SPI，中斷號(hào)32-95）.
2. 私有外設(shè)中斷（PPI）：每個(gè)CPU都有一組PPI，包括全局定時(shí)器、私有看門(mén)狗定時(shí)器、私有定時(shí)器和來(lái)自PL的FIQ/IRQ.
3. 軟件中斷（SGI）被路由到一個(gè)或者兩個(gè)CPU上，通過(guò)寫(xiě)ICDSGIR寄存器產(chǎn)生SGI.
4. 共享外設(shè)中斷（SPI）由PS和PL上的各種I/O控制器和存儲(chǔ)器控制器產(chǎn)生，這些中斷信號(hào)被路由的CPU.
5. 通用中斷控制器（GIC）是核心資源，用于集中管理從PS和PL產(chǎn)生的中斷信號(hào)的資源集合。控制器可以使能、關(guān)使能、屏蔽中斷源和改變中斷源的優(yōu)先級(jí)，并且會(huì)將中斷送到對(duì)應(yīng)的CPU中，CPU通過(guò)私有總線訪問(wèn)這些寄存器。
6. 中斷控制器（ICC，Interrupt Controller CPU）和中斷控制器分配器（ICD, Interrupt Controller Distributor）是GIC寄存器子集。
7. （外部）中斷請(qǐng)求（IRQ）、快速中斷請(qǐng)求（FIQ）

中斷原理

當(dāng)異常中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行完當(dāng)前指令后，將跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常中斷處理處執(zhí)行。當(dāng)異常中斷處理程序執(zhí)行完成后，程序返回到發(fā)生中斷指令的下一條指令處繼續(xù)執(zhí)行。在進(jìn)入異常中斷處理程序時(shí)，要保存被中斷程序的執(zhí)行線程。從中斷處理程序退出時(shí)要恢復(fù)被中斷程序的執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)。

中斷寄存器概述

1. 中斷分配器(ICD寄存器)：
1) ICDDCR: (0xF8F01000) ICD分配控制寄存器，控制開(kāi)啟或者關(guān)閉中斷配置。
2) ICDICFR: ICD配置寄存器。配置中斷觸發(fā)模式（高低電平），共6個(gè)寄存器，分別是ICDICFR 0-ICDICFR5（0xF8F01C00-0xF8F01C14），每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每個(gè)寄存器的位意義不一樣，每2位代表一個(gè)中斷，32位x6/2=96，正好包括所有中斷，
3) ICDIPR:（0xF8F01400-0xF8F0145C）ICD中斷優(yōu)先級(jí)寄存器，共24個(gè)寄存器，ICDIPR 0- ICDIPR 23，每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每8位代表一個(gè)中斷，32位x24/8=96，正好包括所有中斷。
4) ICDIPTR: （0xF8F01800-0xF8F0185C）ICD CPU接口選擇寄存器，配置CPU接口選擇（cpu0/cpu1），包括24個(gè)寄存器，ICDIPTR 0- ICDIPTR 23，每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每8位代表一個(gè)中斷，32位x24/8=96，正好包括所有中斷。
**5) ICDICER: 中斷不使能寄存器，**3個(gè)寄存器，ICDICER 0- ICDICER 2（0xF8F01180-0xF8F01888），每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每位代表一個(gè)中斷，32位x3=96，正好包括所有中斷。寫(xiě)1表示不使能(屏蔽)。
**6) ICDISER: 中斷使能寄存器，**3個(gè)寄存器，ICDISER 0- ICDISER 2（0xF8F01100-0xF8F01108），每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每位代表一個(gè)中斷，32位x3=96，正好包括所有中斷。寫(xiě)1表示使能。
7) ICDICPR: 清除中斷等待寄存器。3個(gè)寄存器，ICDICPR 0- ICDICPR 2（0xF8F01280-0xF8F01288），每個(gè)寄存器32位，占4個(gè)字節(jié)，每位代表一個(gè)中斷，32位x3=96，正好包括所有中斷。寫(xiě)1表示清除中斷等待狀態(tài)。

寄存器 地址 中斷號(hào)
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. 中斷控制器(ICC寄存器)：

1) ICCPMR: （0xF8F00104）中斷優(yōu)先級(jí)屏蔽寄存器，設(shè)置CPU的中斷優(yōu)先級(jí)。（與ICD的中斷優(yōu)先級(jí)比較。比寫(xiě)到這個(gè)寄存器的優(yōu)先級(jí)值大的，cpu可以處理） Xil_Out32(0xF8F00104,0xF0);設(shè)置cpu的中斷優(yōu)先級(jí)為F0。

2) ICCICR：（0xF8F00100）ICC CPU接口配置寄存器，配置CPU接口。使能某個(gè)中斷，比如IRQ：Write_Reg(0xF8F00100,0x07)即使處理器能接收IRQ，使能中斷信號(hào)連接到處理器。

GPIO中斷源配置

所有GPIO共享一個(gè)中斷(#52,bank1)，必須在軟件上檢查INT_MASK和INT_STAT的值判斷是哪個(gè)GPIO引發(fā)了中斷。
1. INT_MASK（0xE000A20C）:中斷屏蔽寄存器，只讀，讀取該寄存器的值可以顯示哪些位被屏蔽和沒(méi)有屏蔽（即使能）。
2. INT_ENT（0xE000A210–）: 中斷使能寄存器（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。寫(xiě)1，對(duì)應(yīng)的引腳中斷功能開(kāi)啟，即使能。
3. INT_DIS（0xE000A214—）:屏蔽寄存器（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。寫(xiě)1，對(duì)應(yīng)的引腳中斷屏蔽。
4. INT_STAT（0xE000A18–）：中斷狀態(tài)寄存器（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。每一位代表對(duì)應(yīng)的引腳上是否發(fā)生中斷事件，中斷發(fā)生時(shí)，該引腳的中斷標(biāo)志位為1。如果對(duì)該位寫(xiě)1，清除該引腳的中斷標(biāo)志，寫(xiě)0無(wú)操作。
5. INT_TYPE（0xE000A21C–）:中斷類(lèi)型寄存器（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。寫(xiě)1代表邊沿觸發(fā)中斷，寫(xiě)0代表電平觸發(fā)中斷。
6. INT_POLARITY（0xE000A220–）: 中斷極性寄存器，控制中斷的觸發(fā)條件（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。寫(xiě)1代表高電平或者上升沿觸發(fā)，寫(xiě)0代表低電平或者下降沿觸發(fā)。
7. INT_ANY（0xE000A224–）: 中斷邊沿觸發(fā)類(lèi)型設(shè)置寄存器（4個(gè)bank，4個(gè)寄存器）。寫(xiě)1代表上升沿和下降沿同時(shí)觸發(fā)，寫(xiě)0代表單邊沿觸發(fā)中斷，只在INT_TYPE設(shè)置為邊沿觸發(fā)中斷（寫(xiě)1）時(shí)有效。

中斷處理過(guò)程

為了使得上層應(yīng)用程序與硬件中斷跳轉(zhuǎn)聯(lián)系起來(lái)，需要編寫(xiě)一段中間的服務(wù)程序來(lái)進(jìn)行連接，這樣的服務(wù)程序被稱為中斷解析程序。

? 中斷的流程（不包括寄存器的初始化和設(shè)置）
1. 定義中斷向量表
//定義中斷向量表結(jié)構(gòu)體,Handler為函數(shù)，Data為函數(shù)Handler的參數(shù)
typedef struct {
Xil_ExceptionHandler Handler;
void *Data;
} XExc_VectorTableEntry;
2. //聲明中斷向量表
extern XExc_VectorTableEntry XExc_VectorTable[];
3. //安裝中斷處理函數(shù) （中斷解析程序）
XExc_VectorTable[5].Handler =(Xil_ExceptionHandler)InterruptHandler_IRQ;
XExc_VectorTable[5].Data = NULL;
4. //IRQ中斷處理函數(shù)
void InterruptHandler_IRQ(void);

? 中斷初始化及配置
1. ICD寄存器組（中斷分配器）的初始化，共計(jì)7個(gè)。void Int_Init(void);
2. ICC寄存器組（中斷控制器）的初始化并設(shè)置，共計(jì)2個(gè)，void CPU_Init(void);
3. 中斷號(hào)（比如UART1 82號(hào),GPIO#52）各個(gè)寄存器的初始化.
4. 打開(kāi)IRQ總異常。Xil_ExceptionEnable();

? 中斷初始化及配置注意事項(xiàng)：
1. 初始化順序，包括屏蔽、使能、清中斷標(biāo)志位等，尤其屏蔽和使能保持一致。
2. 電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)要配置一致
3. 中斷處理函數(shù)中，可以加個(gè)延時(shí)，防止電平和邊沿的抖動(dòng)，多次觸發(fā)。
4. 中斷處理函數(shù)中，注意清除相應(yīng)中斷的標(biāo)志位，為下次中斷做準(zhǔn)備。
5. 打開(kāi)IRQ中斷的位置，最好在所有中斷初始化完成后，防止開(kāi)機(jī)中斷。

例程：
//*******************BTN8按鍵產(chǎn)生中斷打印*******************//
#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中斷優(yōu)先級(jí)
//ICD
#define ICDDCR 0xF8F01000//Distributor Control Register 控制開(kāi)啟或關(guān)閉中斷配置
#define ICDISER1 0xF8F01104//Interrupt Set-enable Register 使能ICD中斷寄存器
#define ICDICER1 0xF8F01184//Interrupt clear-enable Register 不使能ICD中斷寄存器
#define ICDIPR13 0xf8f01434//Interrupt priority Register ICD中斷優(yōu)先級(jí)
#define ICDIPTR13 0xF8F01834//Interrupt Processor Targets Register 配置CPU接口選擇
#define ICDICFR3 0xF8F01C0C//Interrupt Configuration Register 配置ICD中斷觸發(fā)模式
#define ICDICPR1 0xf8f01284//Interrupt clear-pending Register 清除中斷寄存器

#define SPI_STATUS_0 0xF8F01D04//SPI Status Register 0
#define ICCIAR 0xF8F0010C//Interrupt Acknowledge Register
#define ICCEOIR 0xF8F00110//End Of Interrupt Register cpu結(jié)束響應(yīng)，中斷狀態(tài)由active->inactive

//定義中斷向量表結(jié)構(gòu)體,Handler為函數(shù)，Data為函數(shù)Handler的參數(shù)
typedef struct {
Xil_ExceptionHandler Handler;
void *Data;
} XExc_VectorTableEntry;
//申明中斷向量表
extern XExc_VectorTableEntry XExc_VectorTable[];
void InterruptHandler_IRQ(void); //IRQ中斷處理函數(shù)
void Int_Init(void); //GIC中斷初始化， ICD寄存器組
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();//這句放在這里,避免開(kāi)機(jī)中斷
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 < 50000000; ++i) {}//延時(shí)防抖動(dòng)
//獲取目前發(fā)生的中斷號(hào)(#52)
IntIDFull = Xil_In32(ICCIAR);
IntID = IntIDFull & 0x3FF;
Xil_Out32(ICDICPR1, 0xFFFFFFFF);//ICD 中斷清標(biāo)志位
if(52 == IntID)
{
Xil_Out32(INT_DIS_1, 0x3FFFFF);//GPIO中斷屏蔽
Xil_Out32(INT_STAT_1, 0x3FFFFF);//GPIO清除標(biāo)志位

xil_printf("come in 2\r\n");

Xil_Out32(INT_EN_1, 0x40000);//GPIO中斷使能
}
Xil_Out32(ICCEOIR, IntIDFull);//cpu結(jié)束響應(yīng)，中斷 狀態(tài)由active->inactive
}
//對(duì)#52號(hào)中斷
void Int_Init(void)
{
Xil_Out32(ICDDCR, 0UL);//關(guān)閉中斷配置
Xil_Out32(ICDICER1, 0x100000);//不使能 #52
// Xil_Out32(ICDICFR3, 0x100);//電平觸發(fā)
Xil_Out32(ICDICFR3, 0x300);//邊沿觸發(fā)
Xil_Out32(ICDIPR13, 0xA0);//優(yōu)先級(jí)A0
Xil_Out32(ICDIPTR13, 0x01);//處理器為CPU0
Xil_Out32(ICDICPR1, 0xFFFFFFFF);//ICD 所有中斷清標(biāo)志位
Xil_Out32(ICDISER1, 0x100000);//使能 #52
Xil_Out32(ICDDCR, 0x01);//中斷分配器更新?tīng)顟B(tài)
}

//GPIO MIO_50 MIO50(0x40000) 中斷#52(0x100000)
void Gpio_Init(void)
{
// Xil_Out32(DIRM_1, 0x40000);//output modem 沒(méi)影響
Xil_Out32(INT_DIS_1, 0x3FFFFF);//中斷屏蔽 [21:0]

// Xil_Out32(INT_TYPE_1, 0x000000);//電平觸發(fā)
// Xil_Out32(INT_POLARITY_1, 0x3FFFFF);//高電平

Xil_Out32(INT_TYPE_1, 0x3FFFFF);//邊沿觸發(fā)
Xil_Out32(INT_POLARITY_1, 0x3FFFFF);//上升沿
Xil_Out32(INT_ANY_1, 0x0);//單邊沿

Xil_Out32(INT_STAT_1, 0x3FFFFF);//GPIO清除標(biāo)志位
Xil_Out32(INT_EN_1, 0x40000);//中斷使能
}
void CPU_Init(void)
{
//中斷優(yōu)先級(jí)都是A0,優(yōu)先級(jí)高于F0，CPU可接受這些中斷
Xil_Out32(ICCPMR,0xF0);
//處理器能接收IRQ，使能中斷信號(hào)連接到處理器
Xil_Out32(ICCICR,0x07);
}