1 参考
Xilinx ZYNQ 7000+Vivado2015.2系列（四）之GPIO的三种方式：MIO、EMIO、AXI_GPIO
2 理论指示
在PS侧，有PS自己的IO pin，称为MIO,共有54个（编号0-53）。如果PS侧IO不够使用，则可以通过扩展的方式来使用PL侧的IO。扩展方式有两中：EMIO和GPIO。 EMIO 方式可以将PL侧IO直接看作PS侧IO使用，只是编号从54-117. 而GPIO则没有数量限制。直接挂到AXI总线上就可以。
上图是EMIO和MIO的IO映射关系示意图。
对于MIO的使用。
MIO的例化在ZYNQ的Perpheral IO和IO Configuration中体现。
Perpheral IO中的0-43就是MIO的pin Number.这个Pin Number在SDK（C编程中）可以体现到。
3 实验目的
练习使用MIO,EMIO,GPIO等接口。
4 实验过程
建立工程，并初始化GPIO,EMIO等。然后：
当按下GPIO LED对应的KEY时，GPIO LED会进行亮灭转换；
当按下EMIO LED对应的KEY时，EMIO LED会进行亮灭转换；
当按下MIO LED对应的KEY时，MIO LED会进行亮灭转换；
5 实验平台
Microphase ZUS zynq7020 开发板。 串口使用 uart1[48,49]. DDR选择 MT41J256M16 RE-125，32bit. BANK1 = 1.8v.
同时对GPIO EMIO进行下图的设置。
EMIO，EMIO也是在Zynq的设置中进行设置的。
上图中的3代表EMIO的宽度，不管是input还是output都算在一起。然后对应的pin number会从54开始映射，到54+emio_width（eg.3）-1。假如在block design中 EMIO端名为ps_emio_port，则pin assignment 会从最低位开始映射，即ps_emio_port[0] = EMIO number 54. ps_emio_port[width-1] = EMIO Number 54+emio_width-1。
GPIO 是挂在PS_to_PL AXI 总线上的外设，比较简单。
6 Vivado 建立工程
block design 如下：
7、SDK的工程程序
#本例程是将GPIO，EMIO和MIO融合在一起的程序。
#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xgpio.h"
#include "xgpiops.h"
#include "xparameters.h"
#include <unistd.h> //sleep() usleep()
////// parameter define ，根据xparameters.h中的参数来定义每个AXI_GPIO外设的ID
#define KEY_GPIO_DEVICE_ID XPAR_AXI_GPIO_1_DEVICE_ID
#define LED_Auto_GPIO_DEVICE_ID XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID
#define LED_key_GPIO_DEVICE_ID XPAR_AXI_GPIO_2_DEVICE_ID
//定义EMIO的pin number,根据PL程序中port的高地位来映射。54对应最低位，依次累加。【重要】
#define KEY_iPinNumberEMIO 56
#define LED_Auto_iPinNumberEMIO 55
#define LED_Key_iPinNumberEMIO 54 //PL侧EMIO例化的端口的最低位，为端口54，然后依次向上排列
//定义MIO的pin number,根据zynq设定，是多少就定于多少。
#define KEY_iPinNumberMIO 47
#define LED_Auto_iPinNumberMIO 50
#define LED_Key_iPinNumberMIO 51
int main()
{
//定义 gpiO 所用参数
XGpio KEY_GpioInst;
XGpio LED_Auto_GpioInst;
XGpio LED_Key_GpioInst;
u32 led_Auto_gpio ;
u32 Key_gpio_value ;
int key_gpio_status;
int led_auto_gpio_status;
int led_key_gpio_status;
int i;
//定义EMIO所用参数，和MIO所用参数。
//使用EMIO 和MIO都需要对PS侧GPIO进行初始化，当两个都使用时只需要初始化一次就可以了，所以有些参数共同使用
static XGpioPs psGpioInstancePtr; //共用
XGpioPs_Config* GpioConfigPtr; //共用
u32 emio_Led;
int emio_status; //共用
u32 Key_EMIO_value ;
int j ;
u32 mio_led ;
u32 Key_MIO_value ;
int k;
//固定初始化。
init_platform();
// init gpio，并检测初始化之后的状态
key_gpio_status = XGpio_Initialize(&KEY_GpioInst ,KEY_GPIO_DEVICE_ID );
led_auto_gpio_status = XGpio_Initialize(&LED_Auto_GpioInst ,LED_Auto_GPIO_DEVICE_ID );
led_key_gpio_status = XGpio_Initialize(&LED_Key_GpioInst ,LED_key_GPIO_DEVICE_ID );
if(key_gpio_status == 0)
{
printf(" KEY GPIO init successful !
");
} else {
printf(" KEY GPIO init Failed !
");
}
if(led_auto_gpio_status == 0)
{
printf(" LED Auto GPIO init successful !
");
} else {
printf(" LED Auto GPIO init Failed !
");
}
if(led_key_gpio_status == 0)
{
printf(" LED KEY GPIO init successful !
");
} else {
printf(" LED KEY GPIO init Failed !
");
}
// 设置GPIO的方向，
XGpio_SetDataDirection(&KEY_GpioInst , 1, 1); // set as input
XGpio_SetDataDirection(&LED_Auto_GpioInst , 1, 0); // set as output
XGpio_SetDataDirection(&LED_Key_GpioInst , 1, 0); // set as output
//并对output信号进行消隐（这里output接LED灯）,最后的1为data.这里LED 为0时点亮。初始化之后设置为1，熄灭led.
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Auto_GpioInst , 1, 1); ////消隐，初始化，关闭LED
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Key_GpioInst , 1, 1); ////消隐，初始化，关闭LED
// init ps侧GPIO (emio and mio ),并检测初始化状态。
GpioConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID);
if(GpioConfigPtr == NULL) return XST_FAILURE ;
emio_status = XGpioPs_CfgInitialize(&psGpioInstancePtr,GpioConfigPtr,GpioConfigPtr->BaseAddr);
if(emio_status == XST_SUCCESS)
printf(" PS EMIO and MIO init successful !
");
else
printf(" PS EMIO and MIO init Failed !
");
// 设置EMIO的方向，
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr,KEY_iPinNumberEMIO,0);
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberEMIO,1);
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr,LED_Key_iPinNumberEMIO,1);
//并对output信号进行消隐（这里output接LED灯）,
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, LED_Auto_iPinNumberEMIO , 1);
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, LED_Key_iPinNumberEMIO , 1);
//// 设置EMIO的方向，并对output信号进行消隐（这里output接LED灯）
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, KEY_iPinNumberMIO , 0);
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, LED_Auto_iPinNumberMIO , 1);
XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, LED_Key_iPinNumberMIO , 1);
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, LED_Auto_iPinNumberMIO , 1);
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, LED_Key_iPinNumberMIO , 1);
//对EMIO和MIO输出端口进行消隐。
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberEMIO , 1); //消隐
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Key_iPinNumberEMIO , 1); //消隐
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberMIO , 1); //消隐
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Key_iPinNumberMIO , 1); //消隐
printf("LED test Start ---->
") ;
while(1)
{
printf("EMIO LED test Start ---->
") ;
//EMIO所接的 LED1自动闪烁
printf(".......EMIO LED Auto test Start ...........
") ;
for(j = 0; j < 5; j++)
{
for(emio_Led = 0; emio_Led < 2; emio_Led ++)
{
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberEMIO,emio_Led); //取 最后一位
sleep(1);
}
}
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberEMIO,1); //消隐
//当EMIO所接的开关被按下（低有效）之后，EMIO所接的LED2亮一会之后熄灭。
printf(".......wait EMIO KEY test Start ...........
") ;
while(1)
{
Key_EMIO_value = XGpioPs_ReadPin(&psGpioInstancePtr ,KEY_iPinNumberEMIO)& 0x01;
if(Key_EMIO_value == 0x00)
{
printf(".......KEY EMIO have Pressed, LED KEY EMIO Turn on .......
") ;
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr ,LED_Key_iPinNumberEMIO,0);
sleep(5);
break ;
}
}
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr ,LED_Key_iPinNumberEMIO,1); //消隐
printf("GPIO LED test Start ---->
") ;
printf(".......LED Auto test Start ...........
") ;
for(i = 0; i < 5; i++)
{
for(led_Auto_gpio = 0; led_Auto_gpio < 2; led_Auto_gpio ++)
{
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Auto_GpioInst,1, 1<<led_Auto_gpio);
sleep(1);
}
}
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Auto_GpioInst , 1, 1); ////消隐
printf(".......Wait KEY GPIO Pressed ...........
") ;
while(1)
{
Key_gpio_value = XGpio_DiscreteRead(&KEY_GpioInst,1)& 0x01;
if(Key_gpio_value == 0x00)
{
printf(".......KEY GPIO have Pressed, LED KEY Turn on .......
") ;
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Key_GpioInst,1,0);
sleep(5);
break ;
}
}
XGpio_DiscreteWrite(&LED_Key_GpioInst,1,1); //消隐
printf("MIO LED test Start ---->
") ;
printf(".......LED MIO test Start ...........
") ;
for(k = 0; k < 5; k++)
{
for(mio_led = 0; mio_led < 2; mio_led ++)
{
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberMIO,mio_led); //取 最后一位
sleep(5);
}
}
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr,LED_Auto_iPinNumberMIO,1); //消隐
printf(".......wait MIO KEY test Start ...........
") ;
while(1)
{
Key_MIO_value = XGpioPs_ReadPin(&psGpioInstancePtr ,KEY_iPinNumberMIO)& 0x01;
if(Key_MIO_value == 0x00)
{
printf(".......KEY EMIO have Pressed, LED KEY EMIO Turn on .......
") ;
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr ,LED_Key_iPinNumberMIO,0);
sleep(5);
break ;
}
}
XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr ,LED_Key_iPinNumberMIO,1); //消隐
}
//结束时需要添加的。
cleanup_platform();
return 0 ;
}
8 调试步骤
略