剖析Zynq-7000系列全局定时器(GT)

每个 Cortex-A9 处理器都有自己的私有 32 位定时器和 32 位看门狗定时器，两个处理器共享一个全局 64 位定时器，这些定时器始终以 CPU 频率 （CPU_3x2x） 的 1/2 计时。

在系统层面，有一个 24 位看门狗定时器和两个 16 位三重定时器/计数器。

系统看门狗定时器的时钟频率为 CPU 频率 （CPU_1x） 的 1/4 或 1/6，或者可以由来自 MIO 引脚或来自 PL 的外部信号提供时钟。

两个三重定时器/计数器始终以 CPU 频率 （CPU_1x） 的 1/4 或 1/6 计时，用于计算来自 MIO 引脚或来自 PL 的信号脉冲的宽度。

下图显示了系统定时器的关系

本文重点说一下全局定时器。

全局定时器

全局定时器是一个 64 位的具有自动递增功能的递增计数器。

全局定时器是内存映射到与私有定时器相同的地址空间。

所有 Cortex-A9 处理器都可以访问全局定时器。

每个 Cortex-A9 处理器都有一个 64 位比较器，用于在全局定时器达到比较器值时声明一个私有中断。

计时

GTC 始终以 CPU 频率 （CPU_3x2x） 的 1/2 计时。

寄存器概述

有关GTC的注册概述如下表

全局定时器寄存器概述

怎么使用？

下面两个函数是在bsp standalone中的xtime_l.c中。

void XTime_SetTime（XTime Xtime_Global）

{

/* Disable Global Timer */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_CONTROL_OFFSET， （u32）0x0）;

/* Updating Global Timer Counter Register */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_COUNTER_LOWER_OFFSET， （u32）Xtime_Global）;

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET，

（u32）（（u32）（Xtime_Global》》32U）））;

/* Enable Global Timer */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR + （u32）GTIMER_CONTROL_OFFSET， （u32）0x1）;

}

void XTime_GetTime（XTime *Xtime_Global）

{

u32 low;

u32 high;

/* Reading Global Timer Counter Register */

do

{

high = Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET）;

low = Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_LOWER_OFFSET）;

} while（Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET） ！= high）;

*Xtime_Global = （（（XTime） high） 《《 32U） | （XTime） low;

}

官方已经把全局定时器自动初始化好了，其频率为CPU频率的一半。

定义全局定时器的7个寄存器全部按照地址进行了宏定义，采用xil_io.h里的out32和in32两个函数进行读写操作：

#define Global_Timer_INTR XPAR_GLOBAL_TMR_INTR#define Global_Timer_Counter_Register0 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x0U#define Global_Timer_Counter_Register1 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x4U#define Global_Timer_Control_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x8U#define Global_Timer_Interrupt_Status_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0xCU#define Comparator_Value_Register0 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x10U#define Comparator_Value_Register1 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x14U#define Auto_increment_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x18U

接下来进行全局定时器的初始化和中断函数绑定：

GT_Write_Reg（Global_Timer_Control_Register，0）;//停止全局定时器

GT_Write_Reg（Global_Timer_Counter_Register0，0）;//清空计数器低32位

GT_Write_Reg（Global_Timer_Counter_Register1，0）;//清空计数器高32位

GT_Write_Reg（Global_Timer_Interrupt_Status_Register，1）;//清除中断标志位

GT_Write_Reg（Comparator_Value_Register0，TIMER_LOAD_VALUE）;//加载比较器低32位

GT_Write_Reg（Comparator_Value_Register1，0）;//加载比较器高32位

GT_Write_Reg（Auto_increment_Register，TIMER_LOAD_VALUE）;//加载递增寄存器数值

Status = XScuGic_Connect（IntcInstancePtr， Global_Timer_INTR，

（Xil_ExceptionHandler）TimerIntrHandler，

0）;//绑定全局定时器中断服务函数

if （Status ！= XST_SUCCESS）

{

return Status;

}

XScuGic_InterruptMaptoCpu（IntcInstancePtr，1，Global_Timer_INTR）;//将27号全局定时器中断映射到CPU1

XScuGic_Enable（IntcInstancePtr， Global_Timer_INTR）;//打开全局定时器中断（27号）

主程序中打开全局定时器开始计时

GT_Write_Reg（Global_Timer_Control_Register，//启动全局定时器

Auto_Increment_Bit|IRQ_Enable_Bit|Comp_Enable_Bit|Timer_Enable_Bit）;

总结

全局定时器一共7个寄存器，打开SDK再想看看对应的BSP文档时就会发现还是很复杂的。

编辑：jq