A+ 연세대학교 기초디지털실험 9주차 결과보고서 ARM Interrupt

목차

1. 들어가며
2. 이론
3. 실험
4. 토론
5. 참고문헌

본문내용

0. 들어가며
이번 주 실험의 목적은 GPIO를 활용하여 ARM 프로세서와 주변 장치 간의 통신을 확인하고, 각 주변 장치에서 발생하는 interrupt를 GPIO를 통해 ARM 프로세서로 전달하는 과정을 관찰하는 것이다. 또한, ARM 프로세서와 하드웨어 간의 입출력 방식인 polling과 interrupt의 차이를 이해하는 데 중점을 두고 있다. 먼저 이론적인 내용을 살펴본 후 PYNQ-Z2 보드를 사용하여 간단하게 구현해본다.

1. 이론
1.1 I/O
하드웨어 장치(예: 키보드, 버튼, 화면, LED 등)는 CPU와 데이터를 주고받기 위해 I/O 요청을 사용하며, 보통 I/O 속도는 CPU 속도보다 느리다. I/O 장치는 memorymapped I/O(MMIO) 방식을 통해 CPU와 동일한 주소 공간을 공유할 수 있어서, CPU가 이 공간에서 I/O 데이터를 읽고 쓸 수 있게 된다. ARM 프로세서의 경우, GPIO를 통해 버튼이나 LED 같은 주변 장치와 신호를 주고받는다. 한편 CPU보다 느리게 작동하는 이러한 장치와 효율적으로 통신하기 위해서는 장치 컨트롤러가 필요하다. 컨트롤러는 직렬 비트 스트림을 바이트 블록으로 변환해 전송을 돕고, PYNQ-Z2 버튼처럼 MMIO 방식을 사용하는 장치는 CPU가 특정 주소에 접근하여 입력값을 확인할 수 있도록 해준다. 이번 실험에서는 MMIO 방식을 통해 PL 영역의 버튼 신호를 Vitis에서 특정 주소에 접근하여 확인할 것이다.

1.2 Interrupts
Interrupt는 CPU가 프로그램을 실행 중일 때 주변 장치의 신호나 예외가 발생하면 이를 CPU에 전달해 즉시 처리하도록 하는 방식이다. Interrupt가 발생하면 CPU는 현재 작업을 일시 중단하고, interrupt handler를 실행한 후 원래 작업으로 돌아간다.

참고자료

· 2024-2_9주차 강의자료 “ARM Interrupt”