參考：PG144 - AXI GPIO v2.0 Product Guide (v2.0)

一. AXI GPIO的概念與作用

AXI GPIO是ZYNQ PL部分的一個IP軟核，此IP核提供AXI-Lite Master接口轉GPIO的功能，且一個AXI-Lite Master通過AXI interconnect可以與多個AXI GPIO IP核相連，如下圖所示。也就是說PS部分通過GP接口以及AXI GPIO IP核可實現(xiàn)多個GPIO，一個GP接口最多可以接幾個AXI GPIO IP核我不知道，手冊中沒寫，我這里接了4個沒什么問題。.

我們知道ZYNQ的PS可通過EMIO來使用PL部分的引腳實現(xiàn)GPIO功能，但當使用的引腳很多時，PS程序中控制引腳方向、中斷等將變得繁瑣，這時如果使用PS的GP接口（AXI3 Master）接口通過AXI Interconnect連接AXI GPIO IP核，就可以在PS部分通過更簡單的程序方便地控制眾多PL引腳實現(xiàn)GPIO功能。

所以，從功能上來說，PS通過EMIO還是AXI GPIO來實現(xiàn)GPIO沒有區(qū)別，都能輸入/輸出以及產(chǎn)生中斷，但AXI GPIO在多引腳時在程序的復雜度方面有一定優(yōu)勢。

二. AXI GPIO IP核設置與使用

2.1 AXI GPIO的最大工作時鐘頻率

需要注意，AXI GPIO的AXI-Lite接口的時鐘頻率，超頻可能會導致此IP核無法正常工作。

2.2 AXI GPIO設置

AXI GPIO IP核默認為單通道，可選GPIO寬度為1~32，可設置GPIO方向（注意如果在這里設置了All Input/Output，那么在PS程序中就無需再設置GPIO方向，設置了也無效，建議不要在這里設置，通過PS程序去設置，保持靈活性），可設置輸出默認值與三態(tài)默認值。

可勾選Enable Dual Channel，打開雙通道。

可勾選Enable Interrupt，打開GPIO中斷功能，此中斷屬于PL對PS的中斷，所以需要連接到ZYNQ7核的IRQ_F2P端口，如下圖所示。

因為使用了AXI接口，我們知道AXI是讀寫數(shù)據(jù)的，它必須對應存儲器（RAM，DDR等），所以在設置好IP核并連線完成后，需要對每個AXI GPIO的S_AXI進行存儲器地址映射，規(guī)定S_AXI去讀寫哪個地址段。

打開Address Editor窗口，右擊選擇Assign All即可。

效果如下圖。

這里需要說明，因為在PS的庫函數(shù)中對多個AXI GPIO的情況是有排序的（在xparameters.h中每個AXI GPIO對應不同的ID，如下圖），我們需要知道PL的Block Design中哪個AXI GPIO對應PS庫中的AXI GPIO 0，哪個對應AXI GPIO 1。

這里的排序依據(jù)是ip核的名稱，與同GP0接口相連還是GP1接口相連沒有關系，PS并不區(qū)分axi gpio與哪個GP相連。axi_gpio_0會被設為ID 0，ID從0開始向后排，若不存在axi_gpio_0，則axi_gpio_1會被設為ID 0，以此類推。

明白PL中的axi gpio與PS庫函數(shù)中的ID的對應關系是重要的，它幫助我們對引腳命名，以及在PS中操作我們想操作的GPIO。

2.3 關于AXI GPIO中斷的細節(jié)

注意：

1.AXI GPIO只能使能整個通道中斷，而無法像EMIO一樣單獨使能通道中某個引腳的中斷，當使能某個通道中斷后，該通道所有輸入引腳均能產(chǎn)生中斷信號，效果完全相同。

一種可行的將中斷固定到引腳的辦法是設置通道中其它引腳為輸出，輸出引腳無法產(chǎn)生中斷，中斷就相當于固定到了唯一的輸入引腳上，

2.因為AXI GPIO中斷屬于IRQ_F2P，而IRQ_F2P的中斷類型只能設置為上升沿或者高電平，而不能是下降沿或者低電平。如下圖（參考ug585 Table7-4）。

三. 在PS中控制AXI GPIO輸入、輸出與中斷

3.1 AXI GPIO作為輸入輸出使用，不使用中斷

步驟：初始化AXI GPIO -> 設置AXI GPIO方向 -> 讀/寫AXI GPIO

#include "xgpio.h" #include "sleep.h"#define AXIGPIO_CHANNEL_1 1U #define AXIGPIO_CHANNEL_2 2UXGpio axiGpio0; XGpio axiGpio1;int main(void) {// 初始化AXI GPIOXGpio_Initialize(&axiGpio0, XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID);XGpio_Initialize(&axiGpio1, XPAR_GPIO_1_DEVICE_ID);// 設置AXI GPIO的方向，對應位為0表示輸出，為1表示輸入XGpio_SetDataDirection(&axiGpio0, AXIGPIO_CHANNEL_1, 0x0); // 設置axiGpio0的通道1為全輸出XGpio_SetDataDirection(&axiGpio1, AXIGPIO_CHANNEL_2, 0xFFFF0000); // 設置axiGpio1的通道2高16位輸入，低16位輸出u32 axiGpio1_ch2_data = 0;while(1){sleep(1);XGpio_DiscreteWrite(&axiGpio0, AXIGPIO_CHANNEL_1, 0x3); // 向axiGpio0的通道1的第0位和第1位寫1axiGpio1_ch2_data = XGpio_DiscreteRead(&axiGpio1, AXIGPIO_CHANNEL_2); // 讀取axiGpio1的通道2的值，輸出引腳也可讀sleep(1);}return 0; }

3.2 使用AXI GPIO中斷

步驟：初始化AXI GPIO -> 打開系統(tǒng)的中斷處理功能 -> 初始化中斷控制器 -> 設置中斷優(yōu)先級與類型，關聯(lián)中斷處理函數(shù) -> 使能中斷

#include "xgpio.h" #include "xscugic.h" #include "xil_exception.h" #include "sleep.h"#define AXIGPIO_CHANNEL_1 1U #define AXIGPIO_CHANNEL_2 2U#define AXIGPIO_IRQ_TYPE_HIGH 1U #define AXIGPIO_IRQ_TYPE_PEDGE 3U#define AXIGPIO_IRQ_PRIORITY 128UXGpio axiGpio0; XScuGic scuGic;void axiGpio0_Handler(void *CallbackRef);int axiGpio0_intrFlag = 0;int main(void) {// 初始化AXI GPIOXGpio_Initialize(&axiGpio0, XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID);// 打開系統(tǒng)的中斷處理功能Xil_ExceptionInit(); // 初始化異常句柄，只在很早版本的bsp中需要，此處為了兼容性保留Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, &scuGic);Xil_ExceptionEnable(); // 使能系統(tǒng)中斷// 初始化中斷控制器XScuGic_Config *scuGicConfig;scuGicConfig = XScuGic_LookupConfig(XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID); // 根據(jù)器件ID查找配置XScuGic_CfgInitialize(&scuGic, scuGicConfig, scuGicConfig->CpuBaseAddress);// 設置對應ID中斷的的優(yōu)先級與觸發(fā)類型XScuGic_SetPriorityTriggerType(&scuGic, XPAR_FABRIC_GPIO_0_VEC_ID, AXIGPIO_IRQ_PRIORITY, AXIGPIO_IRQ_TYPE_HIGH);// 連接中斷ID與中斷服務函數(shù)XScuGic_Connect(&scuGic, XPAR_FABRIC_GPIO_0_VEC_ID, (Xil_InterruptHandler)axiGpio0_Handler, &axiGpio0);// 啟用對應中斷ID的中斷源XScuGic_Enable(&scuGic, XPAR_FABRIC_GPIO_0_VEC_ID);// 啟動AXI GPIO中斷XGpio_InterruptGlobalEnable(&axiGpio0);// 使能對應通道的中斷XGpio_InterruptEnable(&axiGpio0, AXIGPIO_CHANNEL_1);while(1){sleep(1);if (axiGpio0_intrFlag){xil_printf("This is axiGpio0 interrupt!");axiGpio0_intrFlag = 0; // 復原中斷標志XGpio_InterruptEnable(&axiGpio0, AXIGPIO_CHANNEL_1); // 重新使能中斷}sleep(1);}return 0; }void axiGpio0_Handler(void *CallbackRef) {XGpio *axiGpioPtr = (XGpio *)CallbackRef;axiGpio0_intrFlag = 1;// 關閉中斷XGpio_InterruptDisable(axiGpioPtr, AXIGPIO_CHANNEL_1);// 清除中斷寄存器，不清除無法再次進入中斷XGpio_InterruptClear(axiGpioPtr, AXIGPIO_CHANNEL_1); }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ZYNQ7000-AXI GPIO详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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