剖析Zynq-7000系列全局定時(shí)器(GT)

每個(gè) Cortex-A9 處理器都有自己的私有 32 位定時(shí)器和 32 位看門狗定時(shí)器，兩個(gè)處理器共享一個(gè)全局 64 位定時(shí)器，這些定時(shí)器始終以 CPU 頻率 （CPU_3x2x） 的 1/2 計(jì)時(shí)。

在系統(tǒng)層面，有一個(gè) 24 位看門狗定時(shí)器和兩個(gè) 16 位三重定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

系統(tǒng)看門狗定時(shí)器的時(shí)鐘頻率為 CPU 頻率 （CPU_1x） 的 1/4 或 1/6，或者可以由來自 MIO 引腳或來自 PL 的外部信號(hào)提供時(shí)鐘。

兩個(gè)三重定時(shí)器/計(jì)數(shù)器始終以 CPU 頻率 （CPU_1x） 的 1/4 或 1/6 計(jì)時(shí)，用于計(jì)算來自 MIO 引腳或來自 PL 的信號(hào)脈沖的寬度。

下圖顯示了系統(tǒng)定時(shí)器的關(guān)系

本文重點(diǎn)說一下全局定時(shí)器。

全局定時(shí)器

全局定時(shí)器是一個(gè) 64 位的具有自動(dòng)遞增功能的遞增計(jì)數(shù)器。

全局定時(shí)器是內(nèi)存映射到與私有定時(shí)器相同的地址空間。

所有 Cortex-A9 處理器都可以訪問全局定時(shí)器。

每個(gè) Cortex-A9 處理器都有一個(gè) 64 位比較器，用于在全局定時(shí)器達(dá)到比較器值時(shí)聲明一個(gè)私有中斷。

計(jì)時(shí)

GTC 始終以 CPU 頻率 （CPU_3x2x） 的 1/2 計(jì)時(shí)。

寄存器概述

有關(guān)GTC的注冊概述如下表

全局定時(shí)器寄存器概述

怎么使用？

下面兩個(gè)函數(shù)是在bsp standalone中的xtime_l.c中。

void XTime_SetTime（XTime Xtime_Global）

{

/* Disable Global Timer */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_CONTROL_OFFSET， （u32）0x0）;

/* Updating Global Timer Counter Register */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_COUNTER_LOWER_OFFSET， （u32）Xtime_Global）;

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR +（u32）GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET，

（u32）（（u32）（Xtime_Global》》32U）））;

/* Enable Global Timer */

Xil_Out32（（u32）GLOBAL_TMR_BASEADDR + （u32）GTIMER_CONTROL_OFFSET， （u32）0x1）;

}

void XTime_GetTime（XTime *Xtime_Global）

{

u32 low;

u32 high;

/* Reading Global Timer Counter Register */

do

{

high = Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET）;

low = Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_LOWER_OFFSET）;

} while（Xil_In32（GLOBAL_TMR_BASEADDR + GTIMER_COUNTER_UPPER_OFFSET） ！= high）;

*Xtime_Global = （（（XTime） high） 《《 32U） | （XTime） low;

}

官方已經(jīng)把全局定時(shí)器自動(dòng)初始化好了，其頻率為CPU頻率的一半。

定義全局定時(shí)器的7個(gè)寄存器全部按照地址進(jìn)行了宏定義，采用xil_io.h里的out32和in32兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行讀寫操作：

#define Global_Timer_INTR XPAR_GLOBAL_TMR_INTR#define Global_Timer_Counter_Register0 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x0U#define Global_Timer_Counter_Register1 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x4U#define Global_Timer_Control_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x8U#define Global_Timer_Interrupt_Status_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0xCU#define Comparator_Value_Register0 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x10U#define Comparator_Value_Register1 XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x14U#define Auto_increment_Register XPAR_GLOBAL_TMR_BASEADDR+0x18U

接下來進(jìn)行全局定時(shí)器的初始化和中斷函數(shù)綁定：

GT_Write_Reg（Global_Timer_Control_Register，0）;//停止全局定時(shí)器

GT_Write_Reg（Global_Timer_Counter_Register0，0）;//清空計(jì)數(shù)器低32位

GT_Write_Reg（Global_Timer_Counter_Register1，0）;//清空計(jì)數(shù)器高32位

GT_Write_Reg（Global_Timer_Interrupt_Status_Register，1）;//清除中斷標(biāo)志位

GT_Write_Reg（Comparator_Value_Register0，TIMER_LOAD_VALUE）;//加載比較器低32位

GT_Write_Reg（Comparator_Value_Register1，0）;//加載比較器高32位

GT_Write_Reg（Auto_increment_Register，TIMER_LOAD_VALUE）;//加載遞增寄存器數(shù)值

Status = XScuGic_Connect（IntcInstancePtr， Global_Timer_INTR，

（Xil_ExceptionHandler）TimerIntrHandler，

0）;//綁定全局定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)

if （Status ！= XST_SUCCESS）

{

return Status;

}

XScuGic_InterruptMaptoCpu（IntcInstancePtr，1，Global_Timer_INTR）;//將27號(hào)全局定時(shí)器中斷映射到CPU1

XScuGic_Enable（IntcInstancePtr， Global_Timer_INTR）;//打開全局定時(shí)器中斷（27號(hào)）

主程序中打開全局定時(shí)器開始計(jì)時(shí)

GT_Write_Reg（Global_Timer_Control_Register，//啟動(dòng)全局定時(shí)器

Auto_Increment_Bit|IRQ_Enable_Bit|Comp_Enable_Bit|Timer_Enable_Bit）;

總結(jié)

全局定時(shí)器一共7個(gè)寄存器，打開SDK再想看看對應(yīng)的BSP文檔時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)還是很復(fù)雜的。

編輯：jq