浅入浅出讲述ZYNQ的中断系统

浅入浅出讲述ZYNQ的中断系统

毕竟我自己也不是很懂

什么是中断？

中断是CPU异常的一部分内容的统称。很多同学可能要问了，异常是啥？
ZYNQ里面的ARM处理器的工作模式是有很多种的，除了我们一般意义上理解的正常工作模式之外，还包括一些别的。
ARM的工作模式一共有七种：

• 用户模式（USR）：正常程序执行模式，不能直接切换到其他模式
• 系统模式（SYS）：运行操作系统的特权任务，与用户模式类似，但具有可以直接切换到其他模式等特权* 快中断模式（FIQ）：支持高速数据传输及通道处理，FIQ异常响应时进入此模式
• 中断模式（IRQ）：用于通用中断处理，IRQ异常响应时进入此模式
• 管理模式（SVC）：操作系统保护模式，系统复位和软件中断响应时进入此模式（由系统调用执行软中断SWI命令触发）
• 中止模式（ABT）：用于支持虚拟内存和/或存储器保护，在ARM7TDMI没有大用处
• 未定义模式（UND）：支持硬件协处理器的软件仿真，未定义指令异常响应时进入此模式

CPU的模式可以简单的理解为当前CPU的工作状态，比如：当前操作系统正在执行用户程序，那么当前CPU工作在用户模式，这时网卡上有数据到达，产生中断信号，CPU自动切换到一般中断模式下处理网卡数据（普通应用程序没有权限直接访问硬件），处理完网卡数据，返回到用户模式下继续执行用户程序。

从上面这段话我们可以看出，CPU在执行中断的时候已经不在正常用户模式下了。

特权模式：除用户模式外，其它模式均为特权模式（Privileged Modes）。ARM 内部寄存器 和一些 片内外设 在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。此外，特权模式可以自由的切换处理器模式，而用户模式不能直接切换到别的模式。
异常模式：特权模式中除系统（system）模式之外的其他5种模式又统称为异常模式。它们除了可以通过在特权下的程序切换进入外，也可以由特定的异常进入。比如硬件产生中断信号进入中断异常模式，读取没有权限数据进入中止异常模式，执行未定义指令时进入未定义指令中止异常模式。其中管理模式也称为超级用户模式，是为操作系统提供软中断的特有模式，正是由于有了软中断，用户程序才可以通过系统调用切换到管理模式

因为本文是由浅到浅嘛，其他的异常我也就不说了，再说我也没用到过。另外我想问一下大家，搞zynq有必要搞得特别底层吗？我怎么感觉不追究细节，搞算法比较有前途啊？

这两个模式：IRQ和FIQ也就是我们在ZYNQ开发常说的中断了。我目前也只用过IRQ。

下图为ARM中中断的执行流程：

首先在主程序中发生IRQ中断请求，程序跳到中断向量表找IRQ中断对应的解析程序地址，然后再跳到中断解析程序，进而执行中断程序。

ZYNQ中的中断

在ZYNQ中，它有对他自己的一些产生中断的信号进行了分类，分为三类：私有中断PPI，软件中断SGI和共享中断SPI。这些中断的具体分类还有编号我也不赘述了，网上一大批。

上面这个图是中断信号的处理流程。

快速的使用一次中断吧

第一步：初始化中断控制器（查找配置信息，并用它去配置

intc_config = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
status = XScuGic_CfgInitialize(int_ins_ptr,intc_config,intc_config->CpuBaseAddress);

第二步：设置你所用中断的优先级与触发方式，听说只使用了一个中断的时候，可以不设置这第二步，不知道真的假的。（提一句，所谓的实例，指的就是你所用的东西它本身，类似于例化后的instance

XScuGic_SetPriorityTriggerType(中断器实例, 中断ID, 0xA0, 0x3);

第三步：给你用的这个中断绑上一个中断函数，同时给这个中断函数传入一个指针参数，可以是一个函数指针，可以是指向一切的指针，当然也可以啥也不传，写上NULL即可（我见别人这么弄过

status = XScuGic_Connect(中断器实例, 中断ID,(Xil_InterruptHandler) tx_intr_handler, 指针）;

第四步：打开中断控制器

XScuGic_Enable(int_ins_ptr, tx_intr_id);

第五步：启动CPU的异常处理。也就是说让CPU在接受“中断”这个异常后，要跳转到中断控制器的中断函数上去

 Xil_ExceptionInit();Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) XScuGic_InterruptHandler,(void *) int_ins_ptr);Xil_ExceptionEnable();

通过以上的步骤，就可以简单的使用ZYNQ里面的中断，对于他里面的具体实现细节有很多，往深里研究的话可能要牵扯到寄存器啊，汇编啊啥的。我暂时还没用到这么深的内容。等以后研究的深了，再和大家交流。