【ZYNQ】ZYNQ7000 定时器及私有定时器驱动示例

news2024/11/13 14:31:24

简介

每个 Cortex-A9 处理器都有自己独立的 32 位私有定时器和 32 位看门狗定时器。这两个处理器共享一个 64 位的全局定时器。这些计时器的频率为 CPU 频率（CPU_3x2x）的 1/2。

在系统级别上，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，或者可以通过来自 MIO 引脚或 PL 的外部信号进行驱动。两个三重定时器/计数器的时钟频率为 CPU 频率（CPU_1x）的 1/4 或 1/6，并可用于计算来自 MIO 引脚或 PL 的信号脉冲的宽度。

系统框图

私有定时器和看门狗定时器

特点

32 位计数器，当计数器递减至 0 时产生中断
8 位预分频计数器，可以更好的控制中断周期
可以配置单次定时或者自动重载模式
通过配置起始计数值来设置定时时间

时钟

私有定时器和看门狗定时器的时钟始终为 CPU 频率（CPU_3x2x）的1/2。

寄存器表

在这里插入图片描述

全局定时器（GTC）

全局定时器是一个具有自动递增功能的 64 位递增计数器。全局定时器将内存映射到与专用定时器相同的地址空间中。全局定时器仅在安全状态下的重置时被访问。所有 Cortex-A9 处理器都可以访问这个全局定时器。每个 Cortex-A9 处理器都有一个 64 位的比较器，当全局计时器达到比较器值时，该比较器被用来产生一个私有中断。

时钟

GTC 的时钟始终为 CPU 频率（CPU_3x2x）的 1/2。

寄存器表

在这里插入图片描述

系统看门狗定时器（SWDT）

系统看门狗定时器用于发送额外的灾难性系统故障，如 PS PLL 故障。与 AWDT 不同，SWDT 可以从外部设备或 PL 输出时钟，并向外部设备或 PL 提供复位输出

特点

内部 24 位计数器。
可选时钟输入，时钟信号可以来自：
- 内部 PS 总线时钟（CPU_1x）；
- 内部时钟（来自PL）；
- 外部时钟（来自MIO）
计时超时时，可以进行：
- 系统中断（PS）；
- 系统重置（PS，PL，MIO）
可编程超时时间：
- 超时范围 32,760 至 68,719,476,736 个时钟周期（在 100MHz 时可配置范围为 330µs 至 687.2s）
超时时，可编程的输出信号持续时间：
- 系统中断脉冲（4、8、16 或 32 个时钟周期（CPU_1x 时钟））

结构图

在这里插入图片描述

寄存器表

在这里插入图片描述

三重定时器（TTC）

TTC 包含三个独立的定时器/计数器。PS 中有两个 TTC 模块，总共有 6 个计时器/计数器。TTC 1 控制器可以使用 nic301_addr_region_ctrl_registers.security_apb [ttc1_apb] 寄存器位配置为安全模式或非安全模式。TTC 控制器中的三个定时器具有相同的安全状态。

特点

每个三重计时器/计数器都具有以下特点：

三个独立的 16 位预分频器和 16 位向上/向下计数器
可选时钟输入可来自：
- 内部 PS 总线时钟（CPU_1x）；
- 内部时钟（来自 PL）；
- 外部时钟（来自 MIO）
每个定时器各有一个中断
可以产生溢出中断，定时中断或计数中断，可编程初始值
可以生成通过 MIO 到 PL 的波形输出（例如PWM）

结构图

寄存器表

在这里插入图片描述

私有定时器驱动示例

测试平台：黑金 AC7Z035B

芯片型号：XC7Z035-2FFG676

timer.c

/**
 * Copyright (c) 2022-2023，HelloAlpha
 * 
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 */
#include "timer.h"

int TimerInit(XScuTimer *TimerInstancePtr, uint16_t TimerDeviceId, 
                            uint32_t TimerLoadValue)
{
    int Status;
    XScuTimer_Config *ConfigPtr;

    ConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TimerDeviceId);

    Status = XScuTimer_CfgInitialize(TimerInstancePtr, ConfigPtr,
                    ConfigPtr->BaseAddr);
    if (Status != XST_SUCCESS) {
        return XST_FAILURE;
    }

    Status = XScuTimer_SelfTest(TimerInstancePtr);
    if (Status != XST_SUCCESS) {
        return XST_FAILURE;
    }

    XScuTimer_EnableAutoReload(TimerInstancePtr);

    XScuTimer_LoadTimer(TimerInstancePtr, TimerLoadValue);

    return Status;
}

int TimerIntrInit(XScuGic *IntcInstancePtr, XScuTimer *TimerInstancePtr, 
        uint32_t TimerIntrId, void(* CallBack)(void *))
{
    int Status;

    XScuGic_Config *IntcConfig;

    IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
    if (NULL == IntcConfig) {
        return XST_FAILURE;
    }

    Status = XScuGic_CfgInitialize(IntcInstancePtr, IntcConfig,
                    IntcConfig->CpuBaseAddress);
    if (Status != XST_SUCCESS) {
        return XST_FAILURE;
    }

    Xil_ExceptionInit();

    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
            (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
            IntcInstancePtr);

    Xil_ExceptionEnable();

    Status = XScuGic_Connect(IntcInstancePtr, TimerIntrId,
          (Xil_ExceptionHandler)CallBack, (void *)TimerInstancePtr);
    if (Status != XST_SUCCESS) {
        return Status;
    }

    XScuGic_Enable(IntcInstancePtr, TimerIntrId);

    XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstancePtr);

    return XST_SUCCESS;
}

timer.h

/**
 * Copyright (c) 2022-2023，HelloAlpha
 * 
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 */
#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__

#include "xscutimer.h"
#include "xscugic.h"

#ifndef INTC_DEVICE_ID
#define INTC_DEVICE_ID		XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#endif

#define TIMER_DEVICE_ID     XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID
#define TIMER_IRPT_INTR     XPAR_SCUTIMER_INTR

/*
 * Function declaration
 */
int TimerInit(XScuTimer *TimerInstancePtr, uint16_t TimerDeviceId, 
                            uint32_t TimerLoadValue);
int TimerIntrInit(XScuGic *IntcInstancePtr, XScuTimer *TimerInstancePtr, 
        uint32_t TimerIntrId, void(* CallBack)(void *));

#endif