ARM处理器中断处理详解
"第四章 ARM处理器2-中断主要讲解了ARM处理器的工作模式、指令系统、中断处理以及系统的启动。在ARM处理器的7种工作模式中,用户模式是正常程序执行的模式,而其他6种模式属于特权模式,允许访问所有系统资源并进行模式切换。中断处理是处理器响应外设请求,保存现场,执行中断服务程序的过程,具有可靠性、可扩展性和协调CPU与外设速度差异的优点。中断处理的关键技术包括保存和恢复上下文以及在数据共享时禁用中断。文中给出的案例展示了如何在中断服务程序和主程序之间共享数据。ARM处理器有多种中断类型,如Reset、DataAbort、FIQ、IRQ等,它们具有不同的优先级。" 在深入讨论之前,让我们首先理解中断的基本概念。中断是硬件设备向处理器发送的一种信号,请求CPU暂停当前任务,转而处理紧急事件。在ARM处理器中,中断处理包括中断响应、保存现场、执行中断服务程序以及最后恢复现场并返回到被打断的任务。中断处理机制提高了系统的实时性,因为它允许CPU快速响应外部事件。 ARM处理器拥有7种工作模式,其中用户模式(User)是常规应用程序运行的环境。特权模式包括快速中断模式(FIQ)、外部中断模式(IRQ)、监督模式(Supervisor)、数据访问中止模式(Abort)、未定义指令中止模式(Undefined)和系统模式(System)。特权模式下,程序可以执行更多系统级别的操作,例如模式切换和访问受保护的内存区域。 中断处理的关键在于保存和恢复上下文,确保在处理中断时不会丢失当前任务的状态。这通常涉及保存通用寄存器和链接寄存器的内容,以便在中断处理完成后能够正确返回。中断处理过程中,有时需要禁用中断以防止数据冲突,例如在读取或写入共享变量时。 在提供的示例代码中,`vReadTemperatures`是一个中断服务程序,它读取硬件中的温度值并存储在全局数组`iTemperatures`中。而在主程序`main`中,循环读取这些温度值并比较,如果发现温度变化则触发报警。为了确保数据的一致性,在读取`iTemperatures`时,需禁用中断(`disable()`和`enable()`)以防止中断服务程序在读取期间修改数组。 ARM处理器的中断类型包括多种异常,如复位(Reset)、数据中止(DataAbort)、快速中断(FIQ)、普通中断(IRQ)以及预取中止等,它们按照优先级从高到低排列。每个中断类型都有其特定的用途和处理流程。 中断处理是嵌入式系统设计中的关键部分,特别是在ARM处理器这样的微控制器环境中。通过理解和熟练掌握中断处理机制,开发者可以构建高效、可靠且响应迅速的嵌入式系统。
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