ARM中断处理机制及实现

# 1. ARM处理器架构简介

## 1.1 ARM处理器概述

ARM（Advanced RISC Machine）处理器是一种基于精简指令集（RISC）架构的微处理器，由英国ARM公司开发并广泛应用于移动设备、嵌入式系统和消费类电子产品等领域。ARM处理器以其低功耗、高性能和灵活的架构特性而闻名，提供了丰富的指令集和多样的处理器核心选择，包括Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M系列。

## 1.2 ARM中断的概念与作用

中断是处理器接收到某个事件或信号时暂停正在执行的程序，转而执行特定的中断处理程序，通常用于处理异步事件，如外设IO操作完成、时钟周期到达、异常情况等。ARM处理器支持多种类型的中断，包括外部中断、内部异常和协处理器相关的中断等。

## 1.3 ARM中断的分类

ARM中断可以根据来源、优先级和处理方式进行分类。按来源分类可分为外部中断和内部异常；按优先级分类可分为高优先级中断和低优先级中断；按处理方式分类可分为快速中断和标准中断。

# 2. ARM中断处理机制的基础知识

在ARM处理器中，中断是一种常见的事件，当发生中断时，处理器会立即暂停当前任务，转而处理中断事件。了解ARM中断处理机制的基础知识，对于编写稳定、高效的系统软件至关重要。

### 2.1 ARM中断处理过程概述

ARM处理器在接收到中断请求后，会根据预先设置的优先级，进入相应的异常模式（如IRQ、FIQ等），然后执行相应的中断服务程序。中断处理过程包括中断请求的检测、中断源的确认、中断优先级判断、中断向量查找等步骤。

### 2.2 异常模式及优先级

ARM处理器中，常见的异常模式包括IRQ模式、FIQ模式等，每种模式有不同的优先级。IRQ模式用于普通的中断处理，FIQ模式用于处理紧急中断且具有更高的优先级。通过正确配置异常模式及优先级，可以确保系统中断的及时响应。

### 2.3 中断源和中断请求

中断源是指导致中断事件发生的硬件设备或软件事件，如定时器溢出、外部中断引脚触发等。中断请求是指中断源向处理器发送的信号，请求处理器暂停当前任务进行中断处理。理解不同的中断源及其优先级，有助于合理规划中断处理流程。

通过深入学习ARM中断处理机制的基础知识，可以更好地理解ARM处理器的工作原理，为编写高效的中断处理程序奠定基础。

# 3. ARM中断控制器的工作原理

在本章中，我们将深入探讨ARM中断控制器的工作原理，包括中断向量表、中断优先级编码以及中断控制器的配置与初始化。

#### 3.1 中断向量表

中断向量表是一张表格，用于存储中断向量（中断服务程序的入口地址）。在ARM处理器中，中断向量表通常是在内存的起始地址处，因此在处理中断时，处理器会根据中断号来索引中断向量表，获取相应的中断服务程序的入口地址，从而进行中断处理。

#### 3.2 中断优先级编码

为了正确地处理多个中断请求，ARM处理器使用了中断优先级编码来确定中断的优先级。在ARM架构中，有7个中断优先级，其中0为最高优先级，6为最低优