實時計算經(jīng)常要求中斷針對事件快速做出響應(yīng)。只要掌握Zynq SoC中斷結(jié)構(gòu)的工作原理，就不難設(shè)計出中斷驅(qū)動型系統(tǒng)。

在嵌入式處理中，中斷表示暫時停止處理器的當(dāng)前活動。處理器會保存當(dāng)前的狀態(tài)并執(zhí)行中斷服務(wù)例程，以便對引起中斷的原因進(jìn)行尋址。中斷可能來自下列三個地方之一：
? 硬件 – 直接連接處理器的電子信號
? 軟件 – 處理器加載的軟件說明
? 異常情況 – 發(fā)生錯誤或異常事件時處理器出現(xiàn)的異常情況

無論中斷的來源在何處，都可將中斷的類別歸為可屏蔽和不可屏蔽兩種。您可通過在中斷掩碼寄存器中設(shè)置相應(yīng)的位來安全地忽略可屏蔽中斷。但不能忽略不可屏蔽中斷，因為這類中斷通常用于定時器和看門狗監(jiān)控器。

中斷的觸發(fā)既可以是邊緣觸發(fā)也可以是水平觸發(fā)。我們將在后面部分看到，賽靈思Zynq?-7000 All Programmable SoC支持中斷的這兩種配置方式。

為什么使用中斷驅(qū)動方案？

實時設(shè)計通常要求采用中斷驅(qū)動方案，因為眾多系統(tǒng)都會有很多輸入單元（如鍵盤、鼠標(biāo)、按鈕、傳感器以及類似設(shè)備等）偶爾需要處理。這些設(shè)備的輸入單元通常會被異步至當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程或任務(wù)，因而用戶不可能始終準(zhǔn)確預(yù)測事件的發(fā)生時間。

使用中斷，處理器能繼續(xù)進(jìn)行處理，直到事件發(fā)生，這時處理器便可處理這一事件。此外，與輪詢方案相比，中斷驅(qū)動方案對事件的響應(yīng)時間更短，在中斷驅(qū)動方案中，程序會以同步的方式主動對外部設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行采樣。

Zynq SoC的中斷結(jié)構(gòu)

隨著處理器技術(shù)不斷進(jìn)步，中斷的來源也多種多樣。如圖1所示，Zynq SoC可使用通用中斷控制器（GIC）來處理中斷。GIC可處理源自以下方面的中斷：
? 軟件生成的中斷 – 每個處理器有16個此類中斷，能夠中斷一個或兩個Zynq SoC的ARM?CortexTM-A9處理器內(nèi)核；
? 共享外設(shè)中斷 – 共計60個，這些中斷來自I/O外圍設(shè)備，或往返于設(shè)備的可編程邏輯（PL）側(cè)。Zynq SoC的兩個CPU共享這些中斷；
? 專用外設(shè)中斷 – 這種類型中包含的5個中斷對每個CPU都屬于專用中斷，比如CPU定時器、CPU看門狗監(jiān)視器定時器以及專屬PL至CPU中斷。

共享外設(shè)中斷非常有趣，因為它們非常靈活?？蓪⑺鼈儚腎/O外設(shè)（共44個中斷）或FPGA邏輯（共16個中斷）路由至兩個CPU中的一個，但也可以將中斷從I/O外設(shè)路由至設(shè)備的可編程邏輯側(cè)，參見圖2。

在Zynq SoC上處理中斷
在Zynq SoC中發(fā)生中斷時，處理器會采取以下措施：
1. 將中斷顯示為掛起；
2. 處理器停止執(zhí)行當(dāng)前線程；
3. 處理器在協(xié)議棧中保存線程狀態(tài)，以便在中斷處理后繼續(xù)進(jìn)行處理；
4. 處理器執(zhí)行中斷服務(wù)例程，其中定義了如何處理中斷；
5. 在處理器從協(xié)議棧恢復(fù)之前，被中斷的線程繼續(xù)運行；

中斷屬于異步事件，因此可能同時發(fā)生多個中斷。為了解決這一問題，處理器會對中斷進(jìn)行優(yōu)先級排序，從而首先服務(wù)于優(yōu)先級別最高的中斷掛起。

為了正確實現(xiàn)這一中斷結(jié)構(gòu)，需要編寫兩個函數(shù)：一是中斷服務(wù)例程，用于定義中斷發(fā)生時的應(yīng)對措施；二是用于配置中斷的中斷設(shè)置。中斷設(shè)置例程可重復(fù)使用，允許構(gòu)建不同的中斷。該例程適用于系統(tǒng)中的所有中斷，將針對通用I/O（GPIO）設(shè)置和使能中斷。

如何在SDK中使用中斷

可使用賽靈思軟件開發(fā)套件（SDK）中的獨立板支持包（BSP）在物理硬件上支持并實現(xiàn)中斷。BSP具備眾多功能，可顯著降低創(chuàng)建中斷驅(qū)動系統(tǒng)的任務(wù)難度。它們位于帶有以下報頭的文件中：
? Xparameters.h – 該文件包含處理器的地址空間和設(shè)備ID；
? Xscugic.h – 該文件包含配置驅(qū)動程序以及GIC的使用范圍；
? Xil_exception.h – 該文件包含Cortex-A9的異常函數(shù)。

為了對硬件外設(shè)進(jìn)行尋址，我們需要知道想要使用的設(shè)備（也就是GIC）的地址范圍和設(shè)備ID，這些信息大多位于BSP報頭文件xparameters下。但是xparameters_ps.h（無需在您的源代碼中申報該報頭文件，因為它包含在xparameters.h文件中）提供了中斷ID。我們可在源文件中使用這個標(biāo)記有中斷的“ID”（GPIO_Interrupt_ID），使用方式如下：