大家好，又到了每日學(xué)習(xí)的時間了，今天我們來聊一聊英特爾 Altera系列 cyclone V HPS GIC.
一、CYCLONE V GIC配置
Cyclone v使用雙核ARM CORTEX A9硬核處理器，MPU系統(tǒng)框圖如下：



由上面圖可以看出，雙核CORTEXA9共同使用一個GIC，pl390。PL390實現(xiàn)了180個中斷源，包括了專用的FPGA中斷。每個核都有16個一組的軟件中斷（SGI）及16個一組的私有中斷（PPI）。這32個中斷占用了GIC的0-31中斷號，也稱為interrupt ID。但是這32個中斷采用了中斷與寄存器分區(qū)抽像。關(guān)于這個中斷與寄存器分區(qū)，后面講講。具體的中斷映射，請參照cyclone v HPS手冊。

PL390負(fù)責(zé)收集所有的中斷信號，并對這些中斷信號進行管理，包括中斷行為，中斷路由及安全擴展等。具體如下：
l ARM安全擴展，這部分內(nèi)容需要了解ARM TRUSTZONE技術(shù)。
l 使能，關(guān)閉及生成外圍中斷。
l 生成軟件中斷。
l 中斷門限及優(yōu)先級設(shè)置。
l 多處理器環(huán)境中的路由。

PL330支持三種中斷類型，PPI,SPI,SGI。
l PPI中斷為CPU核私有中斷，只連接到指定CPU核。
l SPI由PL330路由到相應(yīng)的CPU核。
l SGI由軟件編程PL330直接生成，用與核間通信。

PL390支持兩中中斷模型:
l 1:N：只讓一個CPU核處理中斷。軟件通過系統(tǒng)編程GIC實現(xiàn)中斷路由，讓指定CPU核處理該中斷。
l N：N：每個處理器都會收到中斷，它們獨立處理這些中斷。這種方式在SGI上使用，用于CPU核間通信。

二、MPU GIC
PL390提供一個AMBA總線接口給SOC系統(tǒng)訪問其內(nèi)部寄存器，可以進行可尋址配置及訪問，同時還可以提供最多8個CPU接口，也就是說可以最多為8個CPU提供中斷服務(wù)。


整個GIC被分成兩個部分，distributor（中斷分配器）與多個CPU接口。再看下面一張圖。


這張圖中，紅色箭頭直接穿過distributor，分配到FIQ與IRQ,這就是bypass模式，也稱為旁路模式，這種模式下，所有中斷被直接分配到了相應(yīng)的CPU核。而橙色箭頭方向表示GIC提供了一個AXI接口，可以用于訪問distributor，對GIC進行配置。藍(lán)色表示軟件可以通過CPU接口直接編程GIC，產(chǎn)生中斷，該中斷具有廣播性質(zhì)。

通用GIC系統(tǒng)框圖如下所示：


由上圖可以看到GIC明顯分成了Distributor與cpu接口兩部分。所有的中斷都經(jīng)過Distributor,SGI中斷只是能edge觸發(fā)。

三、GIC編程模型
CPU接口寄存器如下圖所示,在CYCLONE V中的偏移地址是0xfffec000。


GICC_CTRL（CPU接口控制寄存器）
Enable= 1來轉(zhuǎn)發(fā)中斷。


中斷優(yōu)先級屏蔽寄存器（GICC_PMR）

用來設(shè)置一個優(yōu)先級，低于該優(yōu)先級的中斷不會送到CPU。如果設(shè)置成0，那就意味著所有中斷都屏蔽了，都不會送到ARM核。

GICC_BPR（二進制點寄存器）
優(yōu)先級值被分成組優(yōu)先級與子優(yōu)先級，跟IP地址掩碼相似。這樣設(shè)置后，有相同組優(yōu)先級的中斷被認(rèn)為有相同的等級。這樣就分成兩種情況，如果一個中斷要搶占一個正在活動的中斷，那么該中斷必須有一個比活動中斷小的優(yōu)先級。如果沒有活動中斷情況下，相同組的中斷比較子優(yōu)先級，產(chǎn)生一個。



GICC_IAR（中斷確認(rèn)寄存器）
當(dāng)接收到中斷時，讀取該寄存器并讀取中斷ID及SGI中產(chǎn)生中斷的CPUID，通知gic中斷處理程序已被確認(rèn)。

中斷結(jié)束寄存器（GICC_EOIR）
當(dāng)中斷服務(wù)程序（ISR）中的中斷處理完成時，記錄相應(yīng)的中斷ID，并通知gic已執(zhí)行eoi處理。寫該寄存器通過GIC中斷處理完畢。