转——高速数据采集之中断

Zedd · 发表于 2019-4-16 10:23

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转——高速数据采集之中断

1、硬件环境

硬件平台：Embest SoC --LarkBoard

软件平台：开发板-linux-3.10.31

Quartus 14.0

2、系统概述

简单点说，就是FPGA准备好数据了，现在需要通知ARM过来取数据。在传统的设计里面可以把FPGA的一个IO挂在ARM的外部中断上，准备好数据了就触发一次中断，大喊一声“HI，我来啦！准备接客”。那么在soc中怎么设计呢，如下图所示：

1） ADC采集来的数据先进FIFO缓存

2）在FPGA内部生成IRQ逻辑，并挂在lwhps上

3、系统生成

在qsys中我们要生成如下的硬件系统，整体连接关系如下：

中断号应该是几呢？请看下面分解。

中断的参数设计如下：

地址映射关系如下：

HDL Example如下：

lark_pcie u0 (
.memory_mem_a (<connected-to-memory_mem_a>), // memory.mem_a
.memory_mem_ba (<connected-to-memory_mem_ba>), // .mem_ba
.memory_mem_ck (<connected-to-memory_mem_ck>), // .mem_ck
.memory_mem_ck_n (<connected-to-memory_mem_ck_n>), // .mem_ck_n
.memory_mem_cke (<connected-to-memory_mem_cke>), // .mem_cke
.memory_mem_cs_n (<connected-to-memory_mem_cs_n>), // .mem_cs_n
.memory_mem_ras_n (<connected-to-memory_mem_ras_n>), // .mem_ras_n
.memory_mem_cas_n (<connected-to-memory_mem_cas_n>), // .mem_cas_n
.memory_mem_we_n (<connected-to-memory_mem_we_n>), // .mem_we_n
.memory_mem_reset_n (<connected-to-memory_mem_reset_n>), // .mem_reset_n
.memory_mem_dq (<connected-to-memory_mem_dq>), // .mem_dq
.memory_mem_dqs (<connected-to-memory_mem_dqs>), // .mem_dqs
.memory_mem_dqs_n (<connected-to-memory_mem_dqs_n>), // .mem_dqs_n
.memory_mem_odt (<connected-to-memory_mem_odt>), // .mem_odt
.memory_mem_dm (<connected-to-memory_mem_dm>), // .mem_dm
.memory_oct_rzqin (<connected-to-memory_oct_rzqin>), // .oct_rzqin
.clk_clk (<connected-to-clk_clk>), // clk.clk
.reset_reset_n (<connected-to-reset_reset_n>), // reset.reset_n
.hps_0_h2f_reset_reset_n (<connected-to-hps_0_h2f_reset_reset_n>), // hps_0_h2f_reset.reset_n
.hps_0_f2h_cold_reset_req_reset_n (<connected-to-hps_0_f2h_cold_reset_req_reset_n>), // hps_0_f2h_cold_reset_req.reset_n
.hps_0_f2h_debug_reset_req_reset_n (<connected-to-hps_0_f2h_debug_reset_req_reset_n>), // hps_0_f2h_debug_reset_req.reset_n
.hps_0_f2h_warm_reset_req_reset_n (<connected-to-hps_0_f2h_warm_reset_req_reset_n>), // hps_0_f2h_warm_reset_req.reset_n
.pio_led_external_connection_export (<connected-to-pio_led_external_connection_export>), // pio_led_external_connection.export
.pio_button_external_connection_export (<connected-to-pio_button_external_connection_export>) // pio_button_external_connection.export
);' q" {+ E6 r' p3 f& X2 H

做到这里硬件系统就设计完成了！

4、关于中断号

从上图看到，我们的中断是挂在f2h_irq0上，实际的物理中断是多少呢，需要认真看手册了

总共fpga到arm的有64个中断源，分别分配在f2h_irq0和f2h_irq1上，所以上面的设计对应的物理中断号是77，记住了哦，下面还有用！

5、产生中断源

简单的写了一个计数器，作为中断源，如下：

module count_int (
input clk,
input reset,
output avl_irq
);
reg [31:0] s_cnt;
always @(posedge clk or negedge reset)
begin
if (!reset)
s_cnt <= 32'd0;
else
s_cnt <= s_cnt + 1'b1;
end
assign avl_irq = s_cnt[24];
endmodule
) O1 W: d f; R! K0 W6 u) M

把输出挂在HPS的模块上就可以

.pio_button_external_connection_export (avl_irq)7 H9 Z0 g! d o7 F1 U, z

6、linux驱动

1）首先要告知内核，要挂在这个中断啊，dts中需要添加

altera_pio: gpio@0xff200000{
compatible = "altr,pio-1.0";
reg = <0xff200010 0x10>;
//reg = <0xff200000 0x10>;
interrupts = <0 45 4>;
//interrupts = <0 40 4>;
altr,gpio-bank-width = <32>;
altr,interrupt_type = <2>; //failing edge
#gpio-cells = <2>;
gpio-controller;
//inter_gpios = < &altera_pio 0 1 >;
#interrupt-cells = <1>;
interrupt-controller;
};
7 w7 p0 _7 Q" G0 B3 y- `5 u+ k

注意：

reg = <0xff200010 0x10>;和上面的地址分配是对应的
interrupts = <0 45 4>;，这个45需要加上32，那么和上面的中断号77也是对应的8 @/ r& c/ q& ]# P; N+ I6 b! ^+ X+ m

2）挂载自己的驱动程序

还要告知内核，我用了它的哪个中断源，取个名字叫key_int吧

<blockquote>key_int {
6 o# {* g% H9 i$ Y7 R1 F

自己写的简单驱动如下：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/leds.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_device.h>
#include <linux/gpio.h>
int key_gpio;
int key_irq;
/*******************************************/
//中断处理函数：
static irqreturn_t key_interrupt (int irq, void *dev_id)
{
// printk("=============key_interrupt=============\n");
return 0;
}
int button_release(struct platform_device *pdev)
{
return 0;
}
int button_probe(struct platform_device *pdev)
{
int result;
struct device_node *node = pdev->dev.of_node;
key_gpio = of_get_named_gpio(node,"inter_gpios",0);
key_irq = __gpio_to_irq(key_gpio);
printk("=============key_irq = %d=============\n",key_irq);
result = request_irq(key_irq, key_interrupt,IRQF_TRIGGER_FALLING, "key_int", NULL);
if(result)
{
printk(KERN_INFO"[FALLED: Cannot register Key Interrupt!]\n");
}
return 0;
}
static struct of_device_id altera_gpio_of_match[] = {
{ .compatible = "altr,key-int", },
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, altera_gpio_of_match);
static struct platform_driver button_fops = {
.driver = {
.name = "key_int",
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = of_match_ptr(altera_gpio_of_match),
},
.probe = button_probe,
.remove = button_release,
};
// 模块加载函数
static int __init button_init(void)
{
printk(KERN_ALERT "key modules is install\n");
return platform_driver_register(&button_fops);
}
// 模块卸载函数
static void __exit button_cleanup(void)
{
printk("Goodbye,chenzhufly!\n");
platform_driver_unregister(&button_fops);
}
module_init(button_init);
module_exit(button_cleanup);
MODULE_AUTHOR("chenzhufly");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");. y) X9 d! ^0 G" w0 ?

7、测试

看到key_int了吗？

8、小结

1）学习的过程总是苦逼的，但结果总是异常的简单明了，纵观下来，其实所涉及的东西并不多，但如何能在一开始就融汇贯通，难度相当的大啊

2）soc中断设计比传统的arm+fpga架构要好使很多，避免很多麻烦的事情，自从调通以后，我就喜欢上了它

3）提醒一下3.10内核的linux版本，不支持arm端的IO中断，有需要的需要自己移植了，不要再在这个上面浪费时间了

fanichicl · 发表于 2019-4-16 17:04

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