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Zynq定时器系统（上）—全局和私有定时器

發(fā)布時(shí)間：2025/3/21 windows 50 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Zynq定时器系统（上）—全局和私有定时器小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

前言

定時(shí)/計(jì)數(shù)器是硬件系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的忠實(shí)記錄者，它不受CPU直接干預(yù)，自己獨(dú)立運(yùn)行，可以完成計(jì)時(shí)、定時(shí)、中斷、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等功能。常用功能：

（1）定時(shí)產(chǎn)生中斷信號

（2）用作產(chǎn)生延時(shí)函數(shù)delay()

（3）作計(jì)數(shù)器，用于檢測程序執(zhí)行時(shí)間（這個(gè)很好用）。

1.平臺說明

硬件平臺：ZYNQ7z202clg400-2的創(chuàng)龍核心板

官方參考文檔：《UG585 - Zynq-7000 SoC Technical Reference Manual (ver1.12.2)-技術(shù)參考手冊.pdf》，見附錄。

2.定時(shí)器系統(tǒng)介紹

首先，zynq 7000 soc芯片具有2個(gè)ARM核。每個(gè)Cortex-a9處理器都有自己的專用32位定時(shí)器和32位看門狗定時(shí)器.兩個(gè)處

理器共享一個(gè)全局64位定時(shí)器。

時(shí)鐘：這些定時(shí)器的時(shí)鐘頻率固定為CPU時(shí)鐘頻率(Cpu_6x2x)的1/2，即CPU_3x2x時(shí)鐘。

同時(shí)，在系統(tǒng)級別上，有一個(gè)24位的看門狗定時(shí)器和兩個(gè)16位的三重定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（TTC）。

時(shí)鐘：系統(tǒng)看門狗計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘頻率為CPU頻率的1/4或1/6(即Cpu_1x時(shí)鐘)，或是來自MIO引腳或PL的外部時(shí)鐘。兩個(gè)三重定時(shí)

器/計(jì)數(shù)器（TTC）的時(shí)鐘為CPU頻率的1/4或1/6(即Cpu_1x時(shí)鐘)，或是來自MIO引腳或PL的外部時(shí)鐘。如下圖：

3.全局定時(shí)器（GT）

全局定時(shí)器在Cortex-A9 MPCore技術(shù)要求文檔中有完整的文檔，第4.3和4.4節(jié)(參見附錄A，附加資源)。全局計(jì)時(shí)器是一個(gè)64位

遞增的定時(shí)器。全局計(jì)時(shí)器與私有定時(shí)器映射在同一個(gè)地址空間中的內(nèi)存，僅在安全狀態(tài)下在重置時(shí)被訪問。所有Cortex-A9處

理器都可以訪問全局定時(shí)器。每個(gè)Cortex-a9核都有一個(gè)64位的本地比較器，用于在全局計(jì)時(shí)器達(dá)到比較器值時(shí)產(chǎn)生私有中斷。

（1）時(shí)鐘要求：

GTC總是以CPU頻率的1/2為時(shí)鐘，即為(Cpu_3x2x)。

根究前一章節(jié)，可以知道CPU頻率(Cpu_6x2x)設(shè)置為666.666M，則Cpu_3x2x為333.333MHz。

（2）寄存器描述：

關(guān)于每個(gè)寄存器的詳細(xì)功能介紹，請閱讀UG585

相依介紹如下：

——>Global_Timer_Counter_Register0（全局定時(shí)器計(jì)數(shù)器低32位），地址0xF8F00200，復(fù)位值0，可讀寫。

——>Global_Timer_Counter_Register1（全局定時(shí)器計(jì)數(shù)器高32位），地址0xF8F00204，復(fù)位值0，可讀寫。

——>Global_Timer_Control_Register（全局定時(shí)器控制寄存器），地址0xF8F00208，復(fù)位值0，可讀寫；

其中[15:8]位即從低位數(shù)起的第二個(gè)字節(jié)為Prescaler（步距），該字節(jié)可用來延遲定時(shí)間隔，其計(jì)算公式為：(步距值+1)*(加載值+1)*(計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期)；

第3位為觸發(fā)模式位為0則為單次觸發(fā)，為1則為自動遞增模式，該模式下每次計(jì)數(shù)器達(dá)到比較器的數(shù)值則比較器會自動加上遞增寄存器的數(shù)值，這樣就可以周期性的產(chǎn)生下一次中斷。

第2位為中斷允許位，默認(rèn)為0即不觸發(fā)中斷，為1時(shí)在中斷狀態(tài)寄存器置位時(shí)會觸發(fā)中斷；

第1位為比較允許位，默認(rèn)為0即不比較，為1時(shí)每當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值達(dá)到比較器數(shù)值則會置位事件標(biāo)志位；

第0位為定時(shí)器使能位，默認(rèn)為0，即不計(jì)數(shù)，定時(shí)器停止，這時(shí)可以讀寫計(jì)數(shù)值；為1時(shí)計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)時(shí)鐘下開始自動計(jì)數(shù)，定時(shí)器運(yùn)行，不能寫入計(jì)數(shù)值（只能讀出）。

——>Global_Timer_Interrupt_Status_Register（中斷狀態(tài)寄存器），地址0xF8F0020C，復(fù)位值0，可讀寫；

其中第0位為事件標(biāo)志位，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到比較器數(shù)值時(shí)該位置1，需要手動清零，向該位寫一個(gè)1就能清零（看清楚是寫1不是寫0）。

——>Comparator_Value_Register0（比較器低32位），地址0xF8F00210，復(fù)位值0，可讀寫；

——>Comparator_Value_Register1（比較器高32位），地址0xF8F00214，復(fù)位值0，可讀寫；

——>Auto_increment_Register（自動遞增寄存器），地址0xF8F00218，復(fù)位值0，可讀寫；

在自動遞增模式下，每當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值達(dá)到比較器數(shù)值，則比較器會自動加上自動遞增寄存器的值以便產(chǎn)生下一次中斷。

一共7個(gè)寄存器.

（3）使用注意事項(xiàng)：

以下列舉的注意事項(xiàng)均是參考寄存器說明而來。

（3.1）使能定時(shí)器，步驟如下：

I：清除使能bit，即Global_Timer_Control_Register的bit[0]=0

II：寫低32bit，即Global_Timer_Counter_Register0

III：寫高32bit，即Global_Timer_Counter_Register1

IV：設(shè)置timer模式，即設(shè)置Global_Timer_Control_Register，是否使能

IV：使能timer，即Global_Timer_Control_Register的bit[0]=1

（3.2）讀計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，步驟如下：

I：讀高32bit，即Global_Timer_Counter_Register1

II：讀低32bit，即Global_Timer_Counter_Register0

III：再讀一次高32bit，如果此次讀取的值與 I 中的不同，則跳轉(zhuǎn)到 II；

IV：數(shù)據(jù)讀取成功

（3.3）如果想使用定時(shí)器的定時(shí)中斷功能，則注意：使用自動增量模式而不是單次觸發(fā)模式

官方說明：https://china.xilinx.com/support/answers/47545.html

（4）很好的例程

在這里推薦2個(gè)很好的連接，他們使用GT做了很好的案例說明：

第一個(gè)：https://blog.csdn.net/kkk584520/article/details/10034679

第二個(gè)：https://zhuanlan.zhihu.com/p/31061401

4.私有定時(shí)器

cpu專用計(jì)時(shí)器和看門狗計(jì)時(shí)器的完整文檔需要參看：?Cortex-A9 MPCore?Technical Requirements Document, sections 4.1 and 4.2，鏈接：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0360e/BABIFIHD.html

（1）特性說明：

定時(shí)器和看門狗塊都有以下特性：

32位計(jì)數(shù)器，當(dāng)它達(dá)到零時(shí)可產(chǎn)生中斷，即定時(shí)器是遞減的方式。
8位預(yù)分頻器，以便更好地控制中斷周期。
可配置的單次模式或自動重裝模式。
計(jì)數(shù)器可配置起始值。

（2）時(shí)鐘要求：

所有的私有定時(shí)器和看門狗總是以CPU頻率的1/2為時(shí)鐘，即為(Cpu_3x2x)。

根究前一章節(jié)，可以知道CPU頻率(Cpu_6x2x)設(shè)置為666.666M，則Cpu_3x2x為333.333MHz。

（3）寄存器說明：

私有定時(shí)器的寄存器和全局定時(shí)器的寄存器功能類似，這里略過介紹。

5.附錄

附錄

《UG585 - Zynq-7000 SoC Technical Reference Manual (ver1.12.2)-技術(shù)參考手冊.pdf》下載鏈接：

https://download.csdn.net/download/ye1223/10811782

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《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實(shí)踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Zynq定时器系统（上）—全局和私有定时器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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