嵌入式Linux设备管理：中断控制器与数据交换方式

"SCX中断控制器-ARM 9嵌入式系统设计与开发教程课件" 在嵌入式系统设计中，中断控制器起着至关重要的作用，特别是在基于ARM 9架构的处理器如S3C2410X中。中断控制器管理着系统中各个设备与处理器之间的交互，使得处理器能高效地响应外部事件。本课件主要探讨了在嵌入式Linux环境下，如何进行驱动程序开发，特别是涉及设备管理、中断处理以及数据交换方式。 嵌入式Linux的设备管理分为块设备和字符设备两类。块设备，如硬盘，以块为单位进行I/O操作，适用于文件系统构建，因为它们支持随机存取。而字符设备，如键盘，以字符为单位进行I/O，通常不通过系统缓存，适合顺序访问，并且对I/O请求的长度有限制。网络设备作为特殊设备，兼具两者特性。 在处理器与设备间的数据交换有三种主要方式： 1. 查询方式：驱动程序通过读取设备状态寄存器来检查操作是否完成。这种方式简单，但效率低下，因为CPU需要不断查询，导致大量时间浪费在等待上，降低了处理器利用率。 2. 中断方式：中断机制是多任务操作系统中提高处理器效率的关键。当外设完成操作后，它会向CPU发送中断请求。CPU暂停当前任务，执行中断服务例程来处理I/O操作，然后恢复原任务。这种方式避免了查询的等待时间，提高了CPU的效率。 3. 直接内存存取（DMA）方式：在DMA模式下，外设可以直接与内存交换数据，无需CPU介入。这进一步释放了CPU，使其可以执行其他任务，同时进行I/O操作。DMA尤其适用于大量数据传输的场合，如硬盘读写或网络数据包传输。 在中断控制器的设计中，ARM 9的S3C2410X处理器提供了一套完整的中断管理系统，包括中断源的管理和中断优先级的设定，使得系统能有效地处理来自多个设备的中断请求。对于驱动程序开发者来说，理解中断控制器的工作原理和配置方法是至关重要的，因为正确地设置和管理中断是确保系统性能和实时性的重要因素。 在实际的驱动程序开发中，需要编写中断处理程序，这些程序会在中断发生时被执行，以处理设备的特定需求。同时，需要合理地设置中断向量，以便CPU知道如何响应特定中断。此外，中断控制器可能还需要处理中断屏蔽和中断优先级管理，以防止不必要的中断干扰当前的系统操作。 中断控制器是嵌入式系统的心脏，连接着硬件设备和操作系统，确保了系统能及时、有效地响应外部事件。掌握中断控制器的原理和编程技术对于进行ARM 9嵌入式系统的驱动开发至关重要。