本文作者：Adam Taylor

為了能夠創(chuàng)建更高級的事件驅(qū)動型 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 應(yīng)用，我們需要先深入了解這些器件中更為復(fù)雜的要素。具體而言，我們需要了解中斷在 Zynq MPSoC PS（處理器系統(tǒng)）內(nèi)部的運(yùn)作方式?？梢灶A(yù)見，由于 Zynq MPSoC 擁有更多的處理器核，因此它的中斷結(jié)構(gòu)要比 Zynq SoC PS 略微復(fù)雜一些。

中斷系統(tǒng)架構(gòu)概覽

AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 的中斷架構(gòu)包含四個主要部分：

1. RPU 通用中斷控制器 V1 (GIC) - 用于管理 RPU（實(shí)時處理單元）內(nèi)的中斷

2. APU 通用中斷控制器 V2 (GIC) - 用于管理 APU（應(yīng)用處理單元）內(nèi)的中斷，并支持虛擬化

3. 處理器間中斷 (IPI) - 啟用不同處理單元之間的中斷

4. GIC 代理 - 用于匯總中斷，并充當(dāng) PMU（性能監(jiān)控單元）的 GIC

我們可以在最高層面上將這些中斷分為若干組，分別提供給架構(gòu)的各個部分：

共享外設(shè)中斷 - 160 個中斷源?？捎?PS 內(nèi)部的外設(shè)（例如 IOU 外設(shè)、PCIe 等）以及設(shè)計(jì)中的 PL（可編程邏輯）生成

私有外設(shè)中斷 - 這些中斷是特定處理器核的私有中斷

軟件生成的中斷 - 此類中斷由軟件生成

共享外設(shè)中斷也可以由 PL 生成，更多樂趣由此而來。在 Zynq MPSoC 自定義 GUI 的“PS-PL configuration”（PS-PL 配置）選項(xiàng)卡中可以啟用 PS 與 PL 之間的任一方向的中斷。

對于 RPU，為每個處理器核都提供了一個 IRQ 和一個 FIQ。要快速獲取低時延響應(yīng)，應(yīng)使用 FIQ。對于典型的中斷源，應(yīng)使用 IRQ。

針對 MPSoC 上每個核啟用 RPU IRQ 中斷和 FIQ 中斷

對于 APU，有兩個選項(xiàng)可用于連接中斷。第一個選項(xiàng)是使用傳統(tǒng) IRQ 中斷和 FIQ 中斷。APU 內(nèi)的每個處理器核都有一個 IRQ 和一個 FIQ。在 Zynq MPSoC IP 塊的頂層啟用此選項(xiàng)后，即可得到兩個 4 位端口：一個用于 IRQ，另一個用于 FIQ。同樣，F(xiàn)IQ 輸入可提供最低時延的中斷響應(yīng)。

針對 MPSoC 上每個核啟用 APU IRQ 中斷和 FIQ 中斷

第二種中斷方法是使用中斷組。APU 的 GICv2 支持兩個中斷組：組 0 和組 1。組 0 內(nèi)的中斷可以分配給 IRQ 或 FIQ，而組 1 內(nèi)的中斷只能分配給 IRQ。這種分配是在 GICv2 內(nèi)部完成的。在實(shí)現(xiàn)安全環(huán)境時，也可以使用這些中斷組，其中組 0 用于安全中斷，組 1 用于非安全中斷。

針對 MPSoC 上每個核啟用 APU IRQ 組

處理器間中斷 (IPI) 可用于啟用 APU、RPU 和 PMU 之間的中斷。通過 IPI，APU、RPU 和 PMU 內(nèi)的處理器可以相互中斷。此外，IPI 還可以中斷 Zynq MPSoC PL 內(nèi)實(shí)現(xiàn)的一個或多個軟核處理器。

SPI 中的 IPI 中斷編號

除了提供中斷外，IPI 還為每個通信方向提供了一個 32 字節(jié)的 IPI 有效載荷緩沖器，可用于受限的通信。IPI 提供了 8 個主接口：APU、RPU0、RPU1、PMU，以及 LPD 和 FPD S AXI 接口?？梢酝ㄟ^在 MPSoC 重新自定義 GUI 中選擇“Advanced”（高級）來更改這些主接口的默認(rèn)分配。

中斷結(jié)構(gòu)的最后一個部分是“Proxy GIC”（代理 GIC），它用于匯總連接到 LPU GIC 的共享中斷，并提供一系列中斷狀態(tài)寄存器供 PMU 使用。

現(xiàn)在我們對 Zynq UltraScale+ MPSoC 中斷有了進(jìn)一步的了解，接下來我們將探索如何在后續(xù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用這些中斷。一如既往，代碼可從 GitHub 上獲取：

GitHub - ATaylorCEngFIET/MicroZed-Chronicles: Source code from the MicroZed Chronicles blog hosted by Xcell Daily Blog · GitHub

https://github.com/ATaylorCEngFIET/MicroZed-Chronicles