民机安全性评估：延迟中断处理与二值信号量同步

"民机安全性评估指南-延迟中断处理" 在嵌入式系统和实时操作系统(RTOS)中，延迟中断处理是一种优化策略，用于管理中断服务例程(ISR)的执行方式，以提高系统的效率和响应性。在"民机安全性评估指南"中，3.2章节讨论了延迟中断处理的概念，特别是在FreeRTOS这样的实时操作系统中的应用。 FreeRTOS是一个广泛使用的轻量级RTOS，适用于微控制器。它提供了一种机制，即二值信号量，来实现任务和中断之间的同步。二值信号量只有两种状态：可用和不可用，这使得它们非常适合用于简单的同步操作。在延迟中断处理中，信号量被用来控制任务和ISR之间的交互。 当一个特定的中断发生时，二值信号量可以被用来解除任务的阻塞状态。ISR快速处理紧急部分的工作，然后设置信号量，允许被中断的任务恢复执行。这个任务，被称为"处理(handler)"任务，会接手剩余的中断处理工作。如果中断处理的紧迫性很高，可以将延迟处理任务的优先级设置为高，确保它能立即抢占系统资源，紧跟在ISR之后执行，这样就实现了中断处理的延迟但又保持了实时性。 在图26所示的情景中，中断打断了一个正在执行的任务，但系统随后跳转到优先级更高的延迟处理任务，而不是原先被中断的任务，从而保证了中断事件的及时处理。 信号量的"获取(take)"和"给出(give)"操作是FreeRTOS中同步的关键。任务通过"获取"信号量进入阻塞状态，等待中断事件的发生。当ISR检测到该事件时，它执行"给出"操作，释放信号量，唤醒并使延迟处理任务继续执行，从而在任务上下文中完成中断事件的处理。 这种延迟处理方法有助于减少ISR的执行时间，防止中断嵌套过深，同时保持系统的响应性。由于ISR只需处理关键任务，大部分工作由延迟处理任务在任务上下文中完成，这有助于优化系统的资源利用率和整体性能。 延迟中断处理是FreeRTOS中提高系统安全性和性能的重要策略，通过巧妙地结合二值信号量和任务调度，实现了中断事件的有效管理和高效处理。这对于像民用飞机这样的高安全性要求的系统来说，是非常关键的技术。