zynq7000使用私有定时器中断

Zynq-7000 系列 SoC (System on Chip) 的定时器系统是由几个不同的定时器模块组成的，这些定时器可以满足广泛的嵌入式应用需求。主要包括：

1. 全局定时器 (Global Timer)
   特点：全局定时器是一个 64 位的计时器，存在于 Cortex-A9 处理器内核中，提供一个全局的时间基准。
   用途：主要用于需要高精度的计时和同步任务，比如操作系统的时钟中断。
   时钟源：由 ARM CPU 提供的时钟信号 (CPU_3x2x 时钟)，可以独立配置。
   中断支持：全局定时器可以配置中断，当计数器达到指定值时触发中断。
2. 私有定时器 (Private Timer)
   特点：每个 Cortex-A9 核心都有一个私有定时器，32 位，主要用于内核级的定时任务。
   用途：在多核环境中，可为每个核单独提供定时服务，常用于操作系统的任务切换。
   时钟源：通常以 CPU 时钟的 2 倍频率运行。
   中断支持：可以配置自动重载模式，当计数值达到零时产生中断。
3. 看门狗定时器 (Watchdog Timer)
   特点：用于监视系统状态，以确保系统在发生故障时自动恢复。32 位的看门狗定时器可以在一定时间内检测系统是否发生故障。
   用途：主要用于嵌入式系统的容错设计，当系统出现错误或死机时，自动复位 SoC。
   时钟源：也运行在 CPU 的 2 倍频率。
   中断支持：当计数器倒计到零时，可以触发中断或者复位系统。
4. 可编程逻辑定时器 (Programmable Logic Timers)
   特点：Zynq-7000 的 FPGA 部分允许用户实现自定义的定时器模块，根据具体应用设计复杂的计时逻辑。
   用途：在需要高灵活性的场景下，可以使用可编程逻辑 (PL) 部分创建精确的定时模块，特别适用于复杂的控制和同步任务。
   中断支持：通过 AXI 总线与处理系统 (PS) 通信，可以通过中断或轮询方式处理定时器事件。
5. Triple Timer Counter (TTC)
   特点：TTC 是一个 3 组定时器模块，每组有 3 个定时器，16 位计数，每个定时器都可单独配置。
   用途：适用于生成 PWM 信号、频率计数等应用，常用于定时精确事件。
   时钟源：TTC 的时钟源可以来自处理器系统 (PS) 的时钟或外部时钟。
   中断支持：每个定时器可以配置中断，当计数到达设定值时触发中断。
6. 应用中的使用策略
   对于需要高精度、长时间计数的任务，推荐使用全局定时器或私有定时器。
   在关键任务或实时控制场景中，可以结合看门狗定时器用于系统恢复和监控。
   在 FPGA 设计中灵活使用 PL 中的定时器逻辑，适合实现复杂的定时和信号控制需求。

这是GPT对zynq7000定时器资源的描述

本次使用的是私有定时器中断，
根据描述，私有定时器的始终时钟频率为CPU时钟频率的一半

在xparamerter中查看CPU频率为650MHZ

同时需要定时器设ID，中断处理器ID， 定时器中断ID

1. 中断处理器ID
   
2. 定时器ID
   
3. 定时器中断ID
   

为了我们方便查看，直接重新进行宏定义

#define TimerDeviceId	XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID
#define IntDeviceId		XPAR_SCUGIC_0_DEVICE_ID
#define TimerIntId		XPS_SCU_TMR_INT_ID

私有定时器的始终时钟频率为CPU时钟频率的一半,对我们需要的中断频率进行宏定义

#define TIMER_FREQ		5		// hz
#define SYS_CPU_CLK 	XPAR_CPU_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ
#define TIMER_VALUE		SYS_CPU_CLK/2/TIMER_FREQ

同时需要对定时器,中断处理器进行实例化

// instance timer and interrupt
XScuGic 	IntInst;
XScuTimer 	TimerInst;

定义初始化函数以及中断处理函数

// interrupt callback
static void IntHandle();
// setup timer and  interrupt
static void Init(XScuGic* IntInstance, XScuTimer* TimerInstance, u16 IntDeviceID, u16 TimerDeviceID, u16 IntID);

在初始化函数中进行

1. 定时器初始化

/** Timer init  **/
	XScuTimer_Config * TimerConfPtr;
	TimerConfPtr = XScuTimer_LookupConfig(TimerDeviceID);
	XScuTimer_CfgInitialize(TimerInstance, TimerConfPtr, TimerConfPtr->BaseAddr);

2. 中断处理器初始化

	/** Interrupt init **/
	XScuGic_Config * IntConfPtr;
	IntConfPtr = XScuGic_LookupConfig(IntDeviceID);
	XScuGic_CfgInitialize(IntInstance, IntConfPtr, IntConfPtr->CpuBaseAddress);

3. 全局中断注册,以及中断回调函数绑定

	/** timer and interrupt config **/
	// register global Interrupt
	Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, IntInstance);
	// attach callback function to interrupt
	XScuGic_Connect(IntInstance, IntID, (Xil_ExceptionHandler)IntHandle, (void *)TimerInstance);

4. 启用中断

	// config timer auto reload
	XScuTimer_EnableAutoReload(TimerInstance);
	// enbale timer interrupt
	XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstance);
	// enable interrupt source
	XScuGic_Enable(IntInstance, IntID);
	// enable global interrupt
	Xil_ExceptionEnable();

同时简单设计一个中断处理函数

static void IntHandle()
{
	flag = 1;
	cnt += 1;
	XScuTimer_ClearInterruptStatus(&TimerInst);
}

最后在主函数中调用初始化函数,对计数器计数值进行配置,并开启定时器

Init(&IntInst, &TimerInst, IntDeviceId, IntDeviceId, TimerIntId);
	XScuTimer_LoadTimer(&TimerInst, TIMER_VALUE);
	XScuTimer_Start(&TimerInst);
	while(1)
	{
		if(flag)
			printf("cnt is %d  \r\n", cnt);
		flag = 0;
	}

Code Here: https://github.com/tiruoQing/fpgas/blob/main/Timer_Interrupt/main.c