第5章-中斷系統(tǒng)20171029

第5章中斷機(jī)制1目錄1.中斷的基本概念2中斷方式原理3.中斷和異常的區(qū)別4.S3C2440中斷機(jī)制25.1中斷的基本概念日常生活中斷的例子中斷概念中斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1.日常中斷的例子返回

你正在專心看書，突然電話鈴響，于是你記下正在看的書的頁(yè)數(shù)，去接電話，接完電話后再回來(lái)接著看書。2.計(jì)算機(jī)中的中斷概念返回中斷是指由于某種隨機(jī)事件的發(fā)生，計(jì)算機(jī)暫?，F(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一程序，以處理發(fā)生的事件，處理完畢后又自動(dòng)返回原來(lái)的程序繼續(xù)運(yùn)行。將能引起中斷的事件稱為中斷源。CPU現(xiàn)行運(yùn)行的程序稱為主程序。處理隨機(jī)事件的程序稱為中斷服務(wù)子程序。

3.中斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分時(shí)操作

——CPU可以同多個(gè)外設(shè)“同時(shí)”工作實(shí)時(shí)處理

——CPU及時(shí)處理隨機(jī)事件故障處理

——電源掉電、存儲(chǔ)出錯(cuò)、運(yùn)算溢出

5.2中斷方式原理1.查詢方式與中斷方式的特點(diǎn)；2.中斷源及其識(shí)別方法75.2中斷方式原理程序查詢方式：

由微處理器周期性地執(zhí)行一段程序來(lái)讀取I/O端口或部件中狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，并判斷其狀態(tài)，從而使微處理器與I/O端口或部件在進(jìn)行數(shù)據(jù)、命令傳送時(shí)保持同步8查詢方式的特點(diǎn)CPU不斷查詢外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)才進(jìn)行信息傳送，CPU不能全速工作通用性好，可以用于各類外設(shè)和CPU間的數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)中斷方式中斷方式：I/O端口或部件在完成了一個(gè)I/O操作后，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給微處理器，這個(gè)信號(hào)叫中斷請(qǐng)求；微處理器響應(yīng)中斷請(qǐng)求信號(hào)，停止當(dāng)前的程序操作，而轉(zhuǎn)向?qū)υ揑/O端口或部件進(jìn)行新的讀寫操作，這稱為中斷響應(yīng)；處理完I/O端口或部件的讀寫操作后返回原來(lái)執(zhí)行的程序繼續(xù)執(zhí)行，這稱為中斷返回。1011CPU運(yùn)行過(guò)程中，如何知道各類外設(shè)發(fā)生了某些不預(yù)期的事件？比如串口接收到數(shù)據(jù)，按鍵按下等。。微處理器能否立即響應(yīng)中斷請(qǐng)求？1.微處理器能否立即響應(yīng)中斷請(qǐng)求，則視微處理器的狀態(tài)而定；2.只有當(dāng)微處理器決定應(yīng)答該中斷請(qǐng)求后，它才給I/O端口或部件發(fā)出中斷應(yīng)答信號(hào)，并將程序計(jì)數(shù)器PC指向該中斷服務(wù)程序的入口地址處。2.中斷源及其識(shí)別方法1.S3c2440芯片中有60個(gè)中斷源，而通常微處理器能夠提供的中斷請(qǐng)求信號(hào)線是有限的（如IRQ、FIQ）；2.當(dāng)有中斷產(chǎn)生時(shí)，微處理器就必須通過(guò)一定的方法識(shí)別出是哪個(gè)中斷源發(fā)出來(lái)的信號(hào)。3.中斷源的識(shí)別方法目前主要采用向量識(shí)別方法。所有的中斷向量都必須存放在一個(gè)固定的存儲(chǔ)區(qū)域，這個(gè)集中存放了中斷向量或與中斷向量相關(guān)信息的存儲(chǔ)區(qū)域就叫做中斷向量表。①、固定向量識(shí)別1.中斷服務(wù)程序的入口地址是固定不變的，由微處理器決定，如ARM920T核提供的7種異常中斷。其中斷向量表保存在主存的低地址部分，從0x00000000地址開始。②、可變中斷向量中斷服務(wù)入口地址不是固定不變的，通常采用這類中斷向量的微處理器中，均有用于中斷控制的寄存器，設(shè)計(jì)者通過(guò)初始化相應(yīng)的寄存器來(lái)設(shè)置中斷向量。5.3中斷和異常的區(qū)別什么叫中斷？當(dāng)處理器遇有外部設(shè)備發(fā)生“緊急事件”需要它來(lái)處理時(shí)，它就必須停下“手頭上的工作”先去處理這個(gè)“緊急事件”。處理器的這種工作過(guò)程，或者這種工作狀態(tài)就叫做中斷。什么叫異常？

除了外部設(shè)備可以發(fā)出可以發(fā)出中斷請(qǐng)求之后，處理器內(nèi)部也會(huì)有一些事件可以發(fā)出中斷請(qǐng)求，例如讀取指令出錯(cuò)或在進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)除數(shù)為零等。為了與外部事件引起的中斷相區(qū)別，人們把這種由內(nèi)部事件引起的中斷叫做異常。5.4S3C2440中斷系統(tǒng)S3C2440的中斷系統(tǒng)分成兩級(jí)：1.一級(jí)是控制內(nèi)部外圍I/O端口或部件、或者芯片外部中斷引腳（EINTn）的中斷控制；2.一級(jí)是ARM920T核的異常中斷控制，采用了固定向量中斷方式。1.中斷優(yōu)先級(jí)2.中斷控制寄存器①、中斷優(yōu)先級(jí)1.S3C2440芯片中的中斷控制器可以支持60個(gè)中斷源提出的中斷請(qǐng)求。2.中斷控制器經(jīng)過(guò)仲裁之后，將結(jié)果寫入中斷未決寄存器，該寄存器幫助用戶識(shí)別中斷是由什么中斷源產(chǎn)生的。S3C2440芯片中斷控制器支持的60個(gè)中斷源，由于其中有些中斷共用中斷請(qǐng)求信號(hào)線，因此，實(shí)際中斷請(qǐng)求信號(hào)有32個(gè)。

這32個(gè)中斷請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)仲裁判決機(jī)制采用了中斷優(yōu)先級(jí)編碼判斷電路原理。其裁決邏輯由7個(gè)基本裁決器組成，其中6個(gè)一級(jí)裁決器和1個(gè)二級(jí)裁決器。備注：每個(gè)裁決器用一位裁決模式控制信號(hào)和兩位選擇控制信號(hào)確定優(yōu)先級(jí)順序，并且通過(guò)編程賦值可改變優(yōu)先級(jí)順序。5.4.