Zynq-7000系列的通用I/O(GPIO)简介

简介

通用I/O（GPIO）外设通过MIO模块的54个设备引脚为软件提供了观察和控制功能，它还可以从可编程逻辑访问64个输入（PL）和128个输出通过EMIO接口输出到PL，GPIO分为四个存储区注册该组相关的接口信号。

每个GPIO均独立且动态地编程为输入、输出或中断检测，同时软件也可以使用一条加载指令读取存储体中的所有GPIO值，或将数据写入其中一个单个存储指令使用一个或多个GPIO（在GPIO范围内）。

GPIO控制和状态寄存器被映射到基地址为0xE000_A000的存储器。

特点

GPIO外设的主要功能总结如下：

• 54个用于设备引脚的GPIO信号（通过MIO多路复用器路由）

• 输出具有三态能力

• 通过EMIO接口在PS和PL之间提供192个GPIO信号

• 64个输入，128个输出（64个真输出和64个输出使能）

• 每个GPIO的功能都可以在单个或组的基础上动态编程

• 启用，位或存储体数据写入，输出启用和方向控制

• 基于单个GPIO的可编程中断

• 原始和屏蔽中断的状态读取

• 可选灵敏度：电平敏感（高或低）或边缘敏感（正，负或两个都支持）

框图

GPIO框图

如图所示，GPIO模块分为四个组：

•Bank0：32位存储体控制MIO引脚[31：0]

•Bank1：22位存储体控制MIO引脚[53:32]

注意：Bank1限制为22位，因为MIO共有54个引脚

•Bank2：控制EMIO信号的32位存储体[31：0]

•Bank3：控制EMIO信号的32位存储区[63:32]

GPIO由软件通过一系列内存映射寄存器控制，尽管MIO和EMIO的Bank之间由于它们的功能不同存在细微差异，但每个Bank都是相同的。

注意点

7z007s和7z010 CLG225器件

7z007s单核和7z010双核CLG225器件将可用的MIO引脚减少到MIO一览表中的“MIO表”所示，如下图

因此，在这些设备中，唯一的GPIO可用于MIO的引脚为15：0、39：28、48、49、52和53。其他MIO引脚未连接，不应该使用，所有EMIO信号均可用。

MIO注意事项

GPIO外围模块的存储体0和1通过MIO模块路由至设备引脚，有关MIO操作的完整说明如下图

MIO-EMIO概述

通过slcr.MIO_PIN_xx寄存器可实现对MIO的主要控制，请注意以下几点：

• 用户必须根据用户系统的字段使用IO_Type，PULLUP，DisableRcvr和Speed选择正确的I/O类型。

• 用户必须通过多路复用器控制字段L0_SEL，L1_SEL，L2_SEL和L3_SEL。注意，每个I/O引脚都可以单独选择，当MIO引脚用于IOP设备，它不可用作GPIO。

• TRI_ENABLE应该设置为0，这使GPIO可以控制I/O的三态模式，如果MIO中的TRI_ENABLE设置为1，则无论GPIO如何，输出驱动器都将处于3状态设置。

总结

GPIO是普通IO口，是用于ARM的常用IO，具有普遍意义，相应的设计需要根据手册得到实际的模块。也是我们必须掌握的基础知识点。