ZYNQ笔记(3):GPIO的使用(MIO、EMIO)——led灯
一、GPIO原理
1.GPIO介绍
程序员通过软件代码可以独立和动态地对每个 GPIO 进行控制,使其作为输入、输出或中断。
(1)通过一个加载指令,软件可以读取一个 GPIO 组内所有 GPIO 的值。
(2)通过一个保存指令,将数据写到一个 GPIO 组内的一个或多个 GPIO 。
(3)在 ZYNQ-7000 SOC 内,GPIO 模块的控制寄存器和状态寄存器采用存储器映射方式,它的基地址为 0xE000_A000。
(4)每个GPIO都提供了可编程的中断。通过软件程序代码可以实现:①读原始和屏蔽中断的状态;②可选的敏感性,包括电平敏感或边沿敏感。
2.MIO与EMIO的异同
MIO(multiuse I/O):多功能IO接口,属于Zynq的PS部分,Zynq7000 系列芯片有 54 个 MIO。它们分配在 GPIO 的 Bank0 和 Bank1 上,这些引脚可以用在GPIO、SPI、UART、TIMER、Ethernet、USB等功能上,每个引脚都同时具有多种功能,故叫多功能IO接口。这些 IO 与 PS 直接相连。不需要添加引脚约束,MIO 信号对 PL部分是透明的,不可见。所以对 MIO 的操作可以看作是纯 PS 的操作。GPIO 的控制和状态寄存器基地址为:0xE000_A000,我们 SDK 下软件操作底层都是对于内存地址空间的操作。
EMIO(extendable multiuse I/O):扩展MIO,依然属于Zynq的PS部分,只是连接到了PL上,再从PL的引脚连到芯片外面实现数据输入输出。Zynq7000 系列芯片有 64 个 EMIO,它们分配在 GPIO 的 Bank2 和 Bank3 上,当 MIO 不够用时,PS 可以通过驱动 EMIO 控制 PL 部分的引脚,EMIO 的使用相当于,是一个 PS + PL 的结合使用的例子。所以,EMIO 需要分配引脚以及编译综合生成 bit文件。
PS:
(1)由于总计有54个 MIO ,因此第1组 MIO 引脚限制为22位。
(2)尽管 MIO 和 EMIO 组之间存在功能差异,但是对每组 GPIO 的控制是相同的。
3.GPIO接口及功能
DATA_RO: 此寄存器使能软件观察 PIN 脚,当 GPIO 被配置成输出的时候,这个寄存器的值会反应输出的 PIN 脚情况。
DATA: 此寄存器控制输出到 GPIO 的值,读这个寄存器的值可以读到最后一次写入该寄存器的值。
MASK_DATA_LSW: 位操作寄存器,写入 GPIO 低 16bit 其他没有改变的位置保存原先的状态
MASK_DATA_MSW: 位操作寄存器,写入 GPIO 高 16bit 其他没有改变的位置保存原先的状态
DIRM: 此寄存器控制输出的开关,当 DIRM[x]== 时候,禁止输出
OEN: 输出使能,当 OEN[x]== 的时候输出关闭,PIN 脚处于三态因此,如果要读 IO 状态就得读 DATA_RO 的值,如果是对某一位进行操作就是写MASK_DATA_LSW/MASK_DATA_MSW
二、注意事项
相对于MIO,EMIO有几点要注意的地方:
1.EMIO 在 PL 部分,输入与 OEN 寄存器无关,当 DIRM 设置为 0 的时候设置为输入可以读 DATA_RO 寄存器获取数据。
2.输出不能设置成三态,当 DIRM 设置为 1 的时候为输出,写入 DATA 寄存器或者MASK_DATA_LSW/MASK_DATA_MSW 寄存器。
3.EMIOGPIOTN[x]=DIRM[x] & OEN[x],实现输出的控制。
三、配置上的区别
如果只是简单的使用,那MIO和EMIO在编程上没有太大区别,在配置上则有一些需要注意的地方。
1.MIO
ZYNQ配置时,在 MIO Configuration 选项卡对需要使用的MIO进行勾选即可。具体操作在前篇博客《ZYNQ笔记(2):PS端——Hello World !》 中已经详细说明。
2.EMIO
①ZYNQ配置时,在 MIO Configuration 选项卡,再看到 I/O Peripherals 中的 GPIO 一栏,勾选上其中的 EMIO 一栏,并选择 n 位引脚输出(最多可以选择 64 位)。
②ZYNQ配置完成后,ZYNQ系统多出一组引脚名为GPIO_0,这就是我们配置的EMIO,右击该引脚,选择 make external 把其引出。也可以对其更改名字。
③ZYNQ配置完成后,还需要对使用的EMIO引脚进行约束,即如PL端操作一样用XDC文件编写约束语句。
④配置完成后,必须生成bit流文件,并以此来加载SDK开发环境。
四、代码精讲
在 Xilinx 的 SDK 工具中,提供了对 GPIO 控制器进行操作的函数,这些 API 函数在 xgpiops.h 头文件中。
() XGpioPs_Config * XGpioPs_LookConfig(u16 DeviceID)
根据唯一的设备ID号DeviceID,该函数查找设备配置。根据该号,该函数返回一个配置表路口。
() u32 XGpioPs_CfgInitialize(XGpioPs * InstancePtr, XGpioPs_Config * ConfigPtr, u32 EffectiveAddr)
该函数用于初始化一个GPiO实例,包括初始化该实例的所有成员。
() void XGpioPs_SetDirectionPin(XGpioP * InstancePtr, u32 Pin, u32 Direction)
该函数为指定的引脚设置方向。
() void XGpioPs_SetOutputEnablePin(XGpioPs * InstancePtr, u32 Pin, u32 OpEnable)
该函数设置指定引脚的输出使能
() u32 XGpioPs_ReadPin(XGpioPs * InstancePtr, u32 Pin)
该函数从指定的引脚读取数据
() void XGpioPs_WritePin(XGpioPs * InstancePtr, u32 Pin, u32 Data)
该函数向指定的引脚写数据
参考资料:
[1]V3学院FPGA教程
[2]何宾, 张艳辉. Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计与实现[M]. 电子工业出版社, 2016.
ZYNQ笔记(3):GPIO的使用(MIO、EMIO)——led灯的更多相关文章
- ZYNQ笔记(1):PL端——led灯
ZYNQ分为PS和PL,此博客实际上是FPGA中一个完整的FPGA工程的创建. PS:处理系统 (Processing System) 即ARM的Soc部分 PL:可编程逻辑(Programable ...
- 单片机基础——使用GPIO输出点亮一个LED灯
1. 准备工作 硬件准备 开发板首先需要准备一个小熊派IoT开发板,并通过USB线与电脑连接. 软件准备 需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包,以便编译和下载生成的代码,可参考MDK安装教程 ...
- 韦东山嵌入式Linux学习笔记04--点亮开发板的一个LED灯
搜索开发板原理图LED的走线 LED8是网线接口的指示灯. 在这里我们尝试用汇编代码控制D10, 也就是LED1,它连接到EINT4/GPF4,读取芯片手册 有原理图可知,如果需要 ...
- Zynq 7020笔记之 GPIO MIO 和EMIO的学习
1 参考 Xilinx ZYNQ 7000+Vivado2015.2系列(四)之GPIO的三种方式:MIO.EMIO.AXI_GPIO 2 理论指示 在PS侧,有PS自己的IO pin,称为MIO,共 ...
- 第六章 ZYNQ-MIZ701 GPIO使用之MIO
6.0 本章难度系数★★☆☆☆☆☆ 6.1 GPIO简介 Zynq7000系列芯片有54个MIO(multiuse I/O),它们分配在 GPIO 的Bank0 和Bank1隶属于PS部分,这些I ...
- ZYNQ笔记(7):AXI从口自定义IP封装
使用 AXI_Lite 从口实现寄存器列表的读写,并且自己封装为一个自定义 IP,以便以后使用.本次记录的是 M_AXI_GP0 接口,此接口是 ARM 作为主机,FPGA 作为从机,配置 FPGA ...
- stm32开发笔记(三):stm32系列的GPIO基本功能之输出驱动LED灯、输入按键KEY以及Demo
前言 stm32系列是最常用的单片机之一,不同的版本对应除了引脚.外设.频率.容量等'不同之外,其开发的方法是一样的. 本章讲解使用GPIO引脚功能驱动LED灯和接收Key按钮输入. STM ...
- stm32学习笔记之GPIO功能框图分析
GPIO 是通用输入输出端口的简称,简单来说就是STM32 可控制的引脚,STM32 芯片的GPIO 引脚与外部设备连接起来,从而实现与外部通讯.控制以及数据采集的功能.STM32 芯片的GPIO被分 ...
- STM32学习笔记(一)——点亮一个LED
引言 最近报名了2017全国大学生电子设计竞赛,我们学校是第一次参加这个比赛,由于8/9月份就要比赛了,所以现在准备是比较晚的了,指导老师说只能做控制类的题目了,让我们学习一下STM32单片机,51到 ...
随机推荐
- type of的返回值有哪些
typeof 10; // number typeof 'time'; //string typeof undefined; // undefined typeof null; // object t ...
- bzoj3073: [Pa2011]Journeys 线段树优化建图
bzoj3073: [Pa2011]Journeys 链接 BZOJ 思路 区间和区间连边.如何线段树优化建图. 和单点连区间类似的,我们新建一个点,区间->新点->区间. 又转化成了单点 ...
- MinHook库的使用 64位下,过滤LoadLibraryExW
目录 一丶简介 1.minHook库的下载以及安装. 二丶使用MinHook库,过滤LoadLibraryExW 2.1编写X64测试程序. 2.2使用MinHook库 2.3完整HOOK代码 Min ...
- shell 判断操作系统
#!/bin/sh a=`uname -a` b="Darwin" c="centos" d="ubuntu" if [[ $a =~ $b ...
- js字符串连接
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8"> </head> ...
- .NET Core 代码安装服务启动
最近做了一些.NET Core的程序,有在Windows下运行的 有在CentOS 下运行的,Windows下运行的还好,对Windows下还算比较熟悉了,但CentOS 下 每次都是找笔记支持命令 ...
- fastjson在反序列化时,解析对象中的继承,抽象类处理
LimitActionConfig是ActionConfig的子类,RuleConfig的有个属性是ActionConfig,需要反序列化成LimitActionConfig ParserConfig ...
- bitcoinjs-lib 哈希交易之多笔交易合并。
转账的时候需要手动寻找每一笔未花费记录实在太费时. 比特币转账需要提取或合并所有未花费的交易中的比特币,才能实现交易. import * as bitcoin from 'bitcoinjs-lib' ...
- 小米手机root
目录 概念 解锁流程 root流程 如何Root? 关于supersu 关于twrp 关于Magisk Manager ref: 申请开发板流程 线刷教程 小米手机root 概念 解锁: 使手机可以刷 ...
- electron-vue在使用element-ui时部分组件无法显示问题
原文连接: https://juejin.im/post/5d132629e51d45772a49ad71 问题描述 在使用electron开发桌面系统时,遇到部分element-ui组件在页面中无法 ...