zynq7000系列PS端GPIO初始化函数XGpioPs_LookupConfig()和XGpioPs

前言
xilinx公司在设计这款芯片时就同步编写了ps端的函数库，我们在对zynq这款芯片进行开发，直接调用库函数就可以了。不过比较难过的是，官方虽然编写了函数驱动库，但并没有出版相应的类似于函数指导之类的文档，需要开发者自己去理解这个函数用法，但官方还是有相应的历程，我们可以学历历程来基本掌握这些函数的用法，但并不是很详细，也没有说明文档，需要结合datasheet和其他的文档进行综合理解分析。
首先
gpio有两个重要的数据结构：XGpioPs 和 XGpioPs_Config

typedef struct {XGpioPs_Config GpioConfig;   /**< Device configuration */u32 IsReady;         /**< Device is initialized and ready */XGpioPs_Handler Handler;  /**< Status handlers for all banks */void *CallBackRef;      /**< Callback ref for bank handlers */u32 Platform;          /**< Platform data */u32 MaxPinNum;          /**< Max pins in the GPIO device */u8 MaxBanks;          /**< Max banks in a GPIO device */
} XGpioPs;typedef struct {u16 DeviceId;     /**< Unique ID of device */u32 BaseAddr;     /**< Register base address */
} XGpioPs_Config;

XGpioPs 结构体里面各个成员变量的大致作用：
1：GpioConfig 是XGpioPs_Config结构体的指针，指向内部成员DeviceId和BaseAddr；这两个成员作用是保存gpio这个设备的Id和基地址，在zynq中任何外设都有一个相应的id和基地址用来识别。
解析一下为什么我们在所有历程中或者别人的工程中看到的id都是0，它只是被用来初始化，表示这个设备在vivado搭建工程环境时我们勾选了这个设备，没有勾选的设备你是在#include "xparameters_ps.h"中找不到相应的id和地址的。
2：IsReady，当设备初始化完成，设备已经准备好
3：Handler ，中断句柄，用于中断读取和写入
4：CallBackRef 中断回调函数，没有用到中断时可不做关心
5：Platform 这个是跟你的开发板硬件平台相关，不做关心
6：MaxPinNum ps端能使用的最大的pin数量，在zynq中为118
7：MaxBanks 在zynq中的io bank数目为4

1：查询函数XGpioPs_LookupConfig（）

XGpioPs_Config *XGpioPs_LookupConfig(u16 DeviceId)
{XGpioPs_Config *CfgPtr = NULL;u32 Index;for (Index = 0U; Index < (u32)XPAR_XGPIOPS_NUM_INSTANCES; Index++) {if (XGpioPs_ConfigTable[Index].DeviceId == DeviceId) {CfgPtr = &XGpioPs_ConfigTable[Index];break;}}return (XGpioPs_Config *)CfgPtr;
}

参数：设备id，我们可以在#include "xparameters_ps.h"找到id和地址

/* Definitions for peripheral PS7_GPIO_0 */
#define XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID 0
#define XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR 0xE000A000
#define XPAR_PS7_GPIO_0_HIGHADDR 0xE000AFFF

每一个设备都有一个唯一的配置表：

XGpioPs_Config XGpioPs_ConfigTable[XPAR_XGPIOPS_NUM_INSTANCES] =
{{XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID,XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR}
};

XGpioPs_LookupConfig这个函数就是根据设备id，查找配置表，然后将设备的地址等信息，通过XGpioPs_Config 指针返回。

2：初始化函数XGpioPs_CfgInitialize（）

s32 XGpioPs_CfgInitialize(XGpioPs *InstancePtr, XGpioPs_Config *ConfigPtr,u32 EffectiveAddr)
{s32 Status = XST_SUCCESS;u8 i;Xil_AssertNonvoid(InstancePtr != NULL);Xil_AssertNonvoid(ConfigPtr != NULL);Xil_AssertNonvoid(EffectiveAddr != (u32)0);/** Set some default values for instance data, don't indicate the device* is ready to use until everything has been initialized successfully.*/InstancePtr->IsReady = 0U;InstancePtr->GpioConfig.BaseAddr = EffectiveAddr;InstancePtr->GpioConfig.DeviceId = ConfigPtr->DeviceId;InstancePtr->Handler = StubHandler;InstancePtr->Platform = XGetPlatform_Info();/* Initialize the Bank data based on platform */if (InstancePtr->Platform == XPLAT_ZYNQ_ULTRA_MP) {/**   Max pins in the ZynqMP GPIO device* 0 - 25,  Bank 0*    26 - 51, Bank 1*    52 - 77, Bank 2*    78 - 109, Bank 3*   110 - 141, Bank 4*  142 - 173, Bank 5*/InstancePtr->MaxPinNum = (u32)174;InstancePtr->MaxBanks = (u8)6;} else {/**  Max pins in the GPIO device*    0 - 31,  Bank 0*    32 - 53, Bank 1*    54 - 85, Bank 2*    86 - 117, Bank 3*/InstancePtr->MaxPinNum = (u32)118;InstancePtr->MaxBanks = (u8)4;}/** By default, interrupts are not masked in GPIO. Disable* interrupts for all pins in all the 4 banks.*/for (i=0;i<InstancePtr->MaxBanks;i++) {XGpioPs_WriteReg(InstancePtr->GpioConfig.BaseAddr,((u32)(i) * XGPIOPS_REG_MASK_OFFSET) +XGPIOPS_INTDIS_OFFSET, 0xFFFFFFFFU);}/* Indicate the component is now ready to use. */InstancePtr->IsReady = XIL_COMPONENT_IS_READY;return Status;
}

参数1：XGpioPs 结构体指针
参数2：指向XGpioPs_Config 设备指针
参数3：指向设备基地址
**函数功能：**设置一些初始默认值，如：设置io的最大值和bank数，默认关闭中断等等。

使用：

 static XGpioPs   psGpioInstancePtr;XGpioPs_Config*  GpioConfigPtr;int xStatus;GpioConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID);if(GpioConfigPtr == NULL)return XST_FAILURE;xStatus = XGpioPs_CfgInitialize(&psGpioInstancePtr,GpioConfigPtr, GpioConfigPtr->BaseAddr);if(XST_SUCCESS != xStatus)print(" PS GPIO INIT FAILED \n\r");

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