ZCU102（6）——AXI_TIMER精确计时

judy 在周五, 08/30/2019 - 11:14 提交

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AXI Timer
axi_timer模块即为PS可以访问的PL计数器，通过计数值以及接入axi_timer的计数时钟周期，可以在PS内取得比较精确的计时

axi_timer有2种使用方式，一种是作为计数器使用，另一种是作为定时器使用

Block Design
建立Vivado工程，新建Block Design，并且添加zynq模块，AXI Timer模块，以及ILA模块

保持zynq模块的默认配置

使能UART0，连接至MIO 18 19，用于串口显示调试信息

添加PL至PS的中断输入接口

双击axi_timer模块，按下图设置

在Block Design中自动连接和手动连接之后，完成设计

在Vivado中生成bitstream，并且Export to Hardware，之后打开SDK

SDK
建立helloworld模板工程，双击helloworld.c添加功能代码

注意，无论axi_timer模块作为计数器还是定时器，都是每个时钟周期计数增1或者减1，由于在Block Design中时钟输入接口来源于PS模块的时钟输出，注意需要打开PS模块设置界面确认Actual Frequency

在SDK建立的BSP工程中，xparameters.h也保存该频率值XPAR_AXI_TIMER_0_CLOCK_FREQ_HZ

具体编程参考自BSP中system.mss中导入的示例程序

计数器代码
#include
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xtmrctr.h"
#include "sleep.h"

int main()
{
print("axi_timer test\r\n");

int sta = -1;
//timer初始化
XTmrCtr tmr;
sta = XTmrCtr_Initialize(&tmr, XPAR_AXI_TIMER_0_DEVICE_ID);//ID来自于xparameters.h定义
if (sta != XST_SUCCESS)
{
return XST_FAILURE;
}

//如果timer没有自动加载模式
//向上计数溢出时置为0值停止计数
//向下计数溢出时置为0xFFFFFFFF时停止计数

//设置timer1的option为自动加载模式
//在不设置reset value的情况下，计数寄存器循环计数
//在设置reset value的情况下
//计数寄存器向上计数至0xFFFFFFFF后变为reset value
//计数寄存器向下计数至0后变为reset value
//option为mask形式，定义见xtmrctr.h
XTmrCtr_SetOptions(&tmr, 0, XTC_AUTO_RELOAD_OPTION);//axi_timer模块中timer1的num为0，timer2的num为1
// XTmrCtr_SetOptions(&tmr, 0, XTC_DOWN_COUNT_OPTION);

//timer1计数值
u32 v = 0;

//取得timer1的当前计数值，start之前值为0
v = XTmrCtr_GetValue(&tmr, 0);
printf("timer1 before start = %08x\r\n", v);

//启动timer1
XTmrCtr_Start(&tmr, 0);

for (int i = 0; i < 8; ++i)
// for (;;)
{
sleep(1);

//取得timer1的当前计数值
v = XTmrCtr_GetValue(&tmr, 0);

//串口显示
printf("timer1 value = %08x\r\n", v);
}

//关闭自动加载模式，清空全部option
XTmrCtr_SetOptions(&tmr, 0, 0);

//停止timer1
XTmrCtr_Stop(&tmr, 0);

//取得timer1的当前计数值，停止计数后，数值保持，不会复位
v = XTmrCtr_GetValue(&tmr, 0);
printf("timer1 after stop = %08x\r\n", v);

return 0;
}

定时器代码：
#include
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xtmrctr.h"
#include "sleep.h"
#include "xscugic.h"

//axi_timer自定义中断响应函数
void tmr_intr(void *CallBackRef, u8 TmrCtrNumber)
{
XTmrCtr *ptr = (XTmrCtr *)CallBackRef;

//取得产生中断的timer的当前计数值，复位reset value之后，接近该value的值
u32 v = XTmrCtr_GetValue(ptr, TmrCtrNumber);

//串口显示
printf("timer value = %08x\r\n", v);
}

int main()
{
print("axi_timer test\r\n");

int sta = -1;
//timer初始化
XTmrCtr tmr;
sta = XTmrCtr_Initialize(&tmr, XPAR_AXI_TIMER_0_DEVICE_ID);//ID来自于xparameters.h定义
if (sta != XST_SUCCESS)
{
return XST_FAILURE;
}

//查找中断配置
XScuGic_Config* intc_conf;
intc_conf = XScuGic_LookupConfig(XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID);
if (intc_conf == NULL)
{
return XST_FAILURE;
}

//中断初始化
XScuGic intc;
sta = XScuGic_CfgInitialize(&intc, intc_conf, intc_conf->CpuBaseAddress);
if (sta != XST_SUCCESS)
{
return XST_FAILURE;
}

//设置timer中断优先级及上升沿触发
XScuGic_SetPriorityTriggerType(&intc, XPAR_FABRIC_AXI_TIMER_0_INTERRUPT_INTR, 0xA0, 0x3);

//设置中断响应函数为axi_timer的中断响应函数XTmrCtr_InterruptHandler（非自定义）
//由此中断响应函数将中断分发至自定义的中断响应函数
sta = XScuGic_Connect(&intc, XPAR_FABRIC_AXI_TIMER_0_INTERRUPT_INTR, (Xil_ExceptionHandler)XTmrCtr_InterruptHandler, &tmr);
if (sta != XST_SUCCESS)
{
return XST_FAILURE;
}

//使能中断
XScuGic_Enable(&intc, XPAR_FABRIC_AXI_TIMER_0_INTERRUPT_INTR);

//使能硬件中断
Xil_ExceptionInit();
Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, &intc);
Xil_ExceptionEnable();

//将axi_timer连接自定义中断响应函数
XTmrCtr_SetHandler(&tmr, tmr_intr, &tmr);

//如果timer没有自动加载模式
//向上计数溢出时置为0值停止计数
//向下计数溢出时置为0xFFFFFFFF时停止计数
//如果timer有自动加载模式
//无论向上还是向下计数，计数溢出时自动wrap

//设置timer1为中断模式，中断后由硬件中断函数XScuGic_InterruptHandler，调用软件中断函数XTmrCtr_InterruptHandler，再调用自定义中断函数
//设置timer1的option为自动加载模式，计数寄存器循环计数
//option为mask形式，定义见xtmrctr.h
XTmrCtr_SetOptions(&tmr, 0, XTC_DOWN_COUNT_OPTION | XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION);//axi_timer模块中timer1的num为0，timer2的num为1

//设置timer1计数寄存器的复位值，即向上计数至0xFFFFFFFF或者向下计数至0时，reload至该值
XTmrCtr_SetResetValue(&tmr, 0, XPAR_AXI_TIMER_0_CLOCK_FREQ_HZ);//复位值为频率值，并且向下计数则计时1秒

//timer1计数值
u32 v = 0;

//取得timer1的当前计数值，start之前值为？
v = XTmrCtr_GetValue(&tmr, 0);
printf("timer1 before start = %08x\r\n", v);