Adam Taylor玩轉MicroZed系列43：使用XADC，Alarms和中斷

我本來打算在這篇博客中繼續(xù)介紹探討運行于Zynq SoC上的操作系統(tǒng)。然而由于上周有人提問過一些關于Zynq SoC外設XADC，中斷和alarms的問題，我認為我們應該快速的了解一下以及我們怎樣將它們加入到系統(tǒng)設計中。

Zynq SoC具有檢測供應電壓和片上工作溫度的能力，這看起來非常有趣 。我們可以利用這個功能在系統(tǒng)測試期間驗證初始供應電壓和工作溫度。在我們的設計的整個測試和運行期間，我們可以定期的檢查確保這些參數(shù)保持在規(guī)定的運行范圍內。在系統(tǒng)運行期間我們也可以用這個功能來判別Zynq SoC的運行環(huán)境是否存在問題，可能導致系統(tǒng)啟動運行失敗的問題，例如：緩慢漂移的電壓和電流。

Zynq SoC具有很多可屏蔽的中斷，可以中斷兩個片上的ARM Cortex-A9 MPCore Processors，通過產(chǎn)生一個在用戶定的的最大參數(shù)設置和最小參數(shù)設置范圍外的一個警報參數(shù)。XADC擁有它專用的中斷，由兩個處理器內核共享，中斷號為IRQ39，正如下面的從Zynq TRM（技術參考手冊）中截取的圖表所示：

在使用Vivado軟件配置XADC的時候我們可以設置一些警報參數(shù)，如下面所示：

這些參數(shù)也可以在軟件環(huán)境中調用xadc_ps.h函數(shù)時進行設置，例如：
XAdcPs_SetAlarmThreshold(XADCInstPtr, XADCPS_ATR_TEMP_LOWER,(TempRawData));

XADC提供了很多警報輸出信號，這些信號可以連接到在Zynq SoC PL（可編程邏輯）側實現(xiàn)的邏輯模塊上。這些邏輯模塊可以啟動警報操作，它們也可以驅動外部的一些指示器，

例如LEDS，位于開發(fā)板的前面來顯示設備的運行狀態(tài)。這對提供可視化的溫度警告是非常有用的，例如系統(tǒng)風扇啟動失敗等等。

這些警報信號（總共7個，如上面圖表所示）可以通過調用合適參數(shù)的函數(shù)進行使能，例如由xadcps_hw.h文件提供的調用函數(shù)。如果需要更多的警報信號，可以通過或操作（OR）將他們集中在一起調用。

一旦我們使能了警報函數(shù)，我們也可以使用合適的調用函數(shù)使能中斷，同樣使用xadcps_hw.h文件提供的函數(shù)。如果想一次使能更多的中斷操作，同樣可以使用或（OR）操作。

考慮到這一點，我在Vivado軟件中創(chuàng)建了一個簡單的工程，將Zynq PS 通過AXI接口連接到XADC，例如我不會使用任何的外部模擬量輸入，但是使用器件內部的溫度測量功能，即Zynq XADC。

使用軟件配置XADC來中斷處理器內核，比如出現(xiàn)高于或低于器件啟動時的溫度，增加或減少幾度?，F(xiàn)實中可能我們不需要如此嚴格的要求系統(tǒng)運行溫度。然而這是一個展示XADC中斷的應用，在Zynq SoC正常運行期間系統(tǒng)溫度的變化將處罰中斷操作。

我已經(jīng)在這篇博客中附加了程序代碼，主要分為三部分功能：

1. 第一部分是配置Zynq SoC的通用中斷控制器，因此我們可以使用XADC中斷作為這個中斷服務例程的一部分，當聲明XADC中斷時調用。

2. 第二部分是配置XADC，設置定時計數(shù)器為安全模式，在讀取溫度前屏蔽所有警報函數(shù)。根據(jù)剛剛讀取的溫度設置溫度警報范圍的上限和下限溫度值。設置好這些參數(shù)值后，就可以設置溫度警報函數(shù)和使能溫度中斷操作。

3.第三部分是當溫度中斷操作發(fā)生時，中斷服務程序將被調用。這個例程將會清除中斷狀態(tài)寄存器，屏蔽其他所有的中斷發(fā)生，當中斷發(fā)生時讀取溫度值。讀取的溫度可能不會高于中斷溫度，因為這個溫度值將會不斷的波動，我們不會計算溫度的平均值，然而這個值會非常接近警報溫度。

當我編譯這個例程的代碼并生成啟動鏡像 ，下載到MicroZed開發(fā)板上運行幾分鐘后，我觀察到的結果信息如下：

正如你所看到的，中斷被觸發(fā)了，數(shù)字“513”（十進制）是隨著XADC中斷狀態(tài)寄存器中的值不斷更新的。

對于系統(tǒng)和FPGA設計者來說，XADC是一個非常有用的工具。這個簡單的例子展示了我們怎樣使用它作為系統(tǒng)運行狀態(tài)的預兆。在一個更重要關鍵的程序中，我們可以使用它作為反篡改程序的一部分。

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