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。