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ZYNQ中的GPIO与AXI GPIO

news 2026/2/7 11:55:35
GPIO
  • GPIO—一种外设，对器件进行观测和控制
  • MIO—将来自PS外设和静态存储器接口的访问多路复用到PS引脚上
  • 处理器控制外设的方法—通过一组寄存器包括状态寄存器和控制寄存器，这些寄存器都是有地址的，通过这些寄存器的读写进行外设的控制
  • session会话—读写操作
  • 存储映射—操作的对象在存储器空间里面的，读写的过程中要给定地址进行
  • EMIO—如果我们在PS使用IO过程中超过了54个引脚，那么只能将引脚引入到PL端，那这就需要使用到EMIO，同时也可以使得PS和PL相互连接，通过PS控制PL设计的模块
  • 只有部分资源才能通过EMIO连接到PL
  • GPIO可以独立且动态地进行编程，作为输入/输出以及中断模式
  • GPIO被分为4个Bank
  • 寄存器组
    • DATA_RO，用来反映器件引脚的状态
    • DATA，在GPIO被配置成为输出时，该寄存器可以控制输出的数值，但是一次要控制32bit
    • MASK_DATA_LSW，低16位的掩码
    • MASK_DATA_MSW，高16位的掩码
    • 掩码的作用—保证特定位不被修改
      // 假如不使用掩码则需要通过如下步骤对输出进行改变（1）先把DATA进行读取（2）改变需要更改的数值（3）写入DATA// 使用掩码的方法DATA：1000_0101_0001_1111_1000_0101_0001_1111MASK_DATA_MSW：1111_0000_1111_1111DATA：0000_1010_0000_0000不用读出写入，直接写就可以，只关心写入的位
    • DIRM，输入输出方向控制器，0—关闭输出驱动，1—使能输出驱动
    • OEN，输出使能，只有配置成为输出才有效果，该寄存器用于打开/关闭输出使能，0—关闭输出使能，1—打开输出使能
  • GPIO分为四个bank，MIO也分为两个bank，这两者无关
  • MIO两个bank供电不同，具体配置在MIO[ 8 ]和MIO[ 7 ]，这两个bit在系统复位过程中作为VMODE引脚（输入），用于配置MIO bank的电压，复位结束后只能作为输出信号

AXI GPIO

  • GPIO和AXI GPIO的区别

    • 一个是硬核的IO一个是软核的IO

  • AXI GPIO其实没有具体的硬件电路—通过PL端实现

  • AXI的设计方便了PS和PL之间的通

  • AXI GPIO的设计也是为了方便PS和PL之间的通信，AXI GPIO既有AXI接口，方便PL连接到PS，也有GPIO可以直接对PL资源上的外设进行控制，最终达到PL和PS之间的相互关系

  • AXI Interconnect就是可以将AXI的主端口和从端口进行互联，控制AXI数据之间的交互

    • 用于连接AXI存储器映射的主器件和从器件

  • AXI GPIO还可以与PS部分的GIC进行互连接，实现对PS资源的中断控制
    在这里插入图片描述

  • AXI GPIO的功能

    • 实现通用接口到AXI的连接
    • 每个pin都可以进行编程配置input/output
    • 每个通道的GPIO都可以被配置产生中断，当发生电平转换就可以发生中断信息

  • 三态缓冲器—并不是原始GPIO core

    • GPIO_T控制GPIO究竟是输入还是输出
      • 1为input,0为output
    • 存在一个中断控制器，可以生成中断同时有检测中断的功能

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