嵌入式系统中断处理机制详解

本文主要探讨了嵌入式系统中断处理设计的相关知识，包括中断处理的概述、工作原理、中断源、优先级别裁决器以及寄存器等方面。 嵌入式系统是专为特定应用设计的计算机系统，强调功能、可靠性和成本效益。随着微电子技术的进步，它们在各种智能设备中广泛应用，市场需求快速增长。中断处理是嵌入式系统中的关键机制，它使得系统能够响应外部事件并保证实时性。 1. 中断处理概述 中断机制允许系统在执行当前任务的同时响应外部事件，如硬件故障或数据传输完成。中断源可以是硬件或软件触发，中断处理过程包括中断的产生、中断级别的裁决和中断服务程序的执行。 2. 中断工作原理 - 中断源：中断可以来自内部硬件（如定时器）或外部设备（如键盘）。中断源产生的中断信号会传递到中断控制器。 - 优先级别裁决器：确定中断的执行顺序，通常高优先级中断会打断低优先级中断的执行。 - 寄存器：中断登记告示寄存器记录中断的发生，即使中断被掩盖，也会在此登记。 3. 中断源 中断源可以分为多个级别，根据其紧急程度和处理速度进行分类，如FIQ（快速中断）和IRQ（普通中断）。 4. 优先级别裁决器 优先级别裁决器按照预设的优先级顺序决定哪个中断应该首先得到处理。系统中可能有多个中断源，裁决器确保最重要或最紧急的中断优先执行。 5. 寄存器 中断处理涉及多种寄存器，如主、次级掩盖寄存器用于控制中断是否被屏蔽，中断登记告示寄存器记录中断的发生，模式判别器决定中断类型（FIQ或IRQ），并确定中断处理流程。 中断处理的软件流程通常包括中断请求、中断响应、保存现场、执行中断服务例程和恢复现场。中断服务例程是处理中断事件的具体代码，完成后系统返回到被打断的程序继续执行。 中断处理在嵌入式系统中扮演着至关重要的角色，它保证了系统的响应速度和处理能力，是实现系统多任务并行和实时性的基础。理解和优化中断处理对于提高嵌入式系统的性能和稳定性至关重要。