NIOS II中PIO有关寄存器

寄存器映射

Avalon-MM主外设，例如CPU，通过4个32位寄存器控制并与PIO核通信，假定PIO核的I/O端口被配置为n位宽度。如下图：

(1) 该寄存器是否存在取决于硬件配置，如果寄存器不存在，读寄存器返回一个未定义的值，写寄存器无影响。
(2) 写任何值到edgecapture，会清0所有位。

数据寄存器

读从Data寄存器返回的呈现在输入端口的值。如果PIO核硬件被配置为output-only（只输出）模式，读data寄存器将返回一个未定义的值。
写data寄存器将存储值到寄存器中以驱动输出端口。如果PIO核硬件被配置为input-only（只输入）模式，写data寄存器无影响。如果PIO核硬件被配置为双向模式，则仅当在 direction（方向）寄存器中相应的位被置1（输出）时，被寄存的值才会出现在输出端口上。

方向寄存器

direction（方向）寄存器控制每个PIO端口的数据方向，假定端口是双向的，当位n在方向寄存器中被置1时，端口n在data（数据）寄存器的相应位驱动输出值。
仅当PIO核硬件被配置为双向模式时，direction寄存器才存在。模式（输入、输出或双向）在系统创建时指定，并且在运行时不能修改。在输入或输出模式中，direction寄存器不存在，在这种情况下，读direction返回一个未定义的值，写direction无影响。
在复位后，方向寄存器的所有位都是0，所以所有双向I/O端口都被配置为输入。如果那些PIO端口被连接到FPGA器件的引脚，则这些引脚保持高阻状态。在双向模式，为了改变PIO端口的方向，要重新编程direction寄存器。

中断屏蔽寄存器

设置interruptmask Register（中断屏蔽寄存器）中的位为1允许相应PIO输入端口中断。中断行为取决于PIO核的硬件配置。见“中断行为”。
interruptmask寄存器仅当硬件被配置为能产生IRQ时才存在。如果PIO核不能产生IRQ，读interruptmask返回一个未定义的值，写interruptmask无影响。
在复位后，所有interruptmask寄存器的位都是0，所以所有的PIO端口中断都被禁用。

边沿捕获寄存器

如果edgecapture（边沿捕获）寄存器中的位n被设置位1，在输入端口n上的边沿将会被探测到。Avalon-MM主外设能够读edgecapture寄存器以确定是否有一个边沿出现在任何PIO输入端口。写任何值到edgecapture将清除寄存器中的所有位。
要探测的边沿的类型在系统创建时就已经选定在硬件中。edgecapture寄存器只能在硬件被配置位捕获边沿时存在。如果PIO核没有被配置成捕获边沿，读edgecapture将返回一个未定义的值，写edgecapture无影响。

输出置位和输出清零寄存器

你可以使用输出置位和输出清零（outset和outclear）寄存器置1或清0指定的输出端口的位。例如，要设置输出端口的第六位，可以写0x40（0100 0000）到outset寄存器。写0x08（0000 1000）到outclear寄存器可清0输出端口的第3位。
这些寄存器只有在选择Enable individual bit set/clear output register寄存器为开启时才可用。

中断行为

PIO核输出一个能够连接到任意在系统中的主外设的单个IRQ信号。主外设既能够读dagta寄存器，也能够edgecapture寄存器以确定那一个输入端口引发了中断。
当硬件被配置为电平敏感中断时，当data和interruptmask寄存器中相应的位是1时，IRQ被确定。当硬件被配置为边沿敏感中断时，当edgecapture和interruptmask寄存器中相应的位是1时，IRQ被确定。IRQ保持确定直到禁用interruptmask中相应的位或者写edgecapture相应的位以明确地确认为止。

参考：
Chentuo’s《PIO Core》