不同CPU中断技术对比

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1、不同CPU中断技术对比摘要：本文大体论述了80x86,80c51,和ARM在中断源，中断申请方式、中断优先级管理方式、中断的处理过程、中断向量等方面比较。关键词：CPU，80x86,80c51,，ARM，中断申请方式，中断优先级管理方式，中断的处理过程，中断向量。正文：一、X86CPU，80C51，ARM中断源：X86CPU支持256个中断向量，中断号00H--0FFH。0~19是系统预定义的异常和NMI，20~31被Intel保留，如表1。所以，外部中断从32开始。CPU处理的流程都一样，在执行完当前指令后，根据中断源提供

2、的中断向量，在IDT中找到并调用相应的服务例程。X86CPU中断分为内部中断和外部中断。内部中断分为：软中断，内部中断和异常，异常分为3种：Fault：可以被更正的错误，异常处理程序的返回地址是产生fault的指令。Trap：执行trap指令(例如INT3)后被报告的异常，异常处理程序的返回地址是产生trap指令的后一条指令。Abort：严重错误，无法继续执行。外部中断分为：不可屏蔽硬件中断和可屏蔽硬件中断。不可屏蔽硬件中断（02H）：由NMI端引入的中断请求，中断请求不可被屏蔽；可屏蔽硬件中断请求：由INTR端引入，中断请

3、求可由IF=0进行屏蔽，使中断请求不进入。表180C51的中断系统包括中断源、中断允许寄存器IE、中断优先级寄存器IP、中断矢量等。在80C51中，只有两级中断优先级。图1是80C51的中断系统结构示意图。80C51有5个中断源分别为：两个外部中断源INT0、INT1和三个内部中断源T0、T1定时/计数谥出中断源和串行口发送或接收中断源。外部中断是由外部信号引起的，它们的中断请求信号分别从引脚INT0和INT1上引入图1ARM7TDMI具有常规中断（IRQ）、快中断（FIQ）和软件中断（SoftWareInterrupt）三

4、种中方式。常规中断和快中断都是硬件中断。快中断是为支持数据传输或快速数据通道而设计的，为快速处理快中断。①快中断被设为最高中断优先级；②在快中断模式增设了7个私有工作寄存器，从而避免了由于主工作寄存器数据的保存和恢复而带来了额外开销；③快中断处理程序处于异常向量表的最后位置，因此可紧接异常向量表书写快中断处理程序，而不必进行程序跳转操作，避免了刷新指令流水线和高速缓存。软件中断是一种由用户设置的同步中断，由程序指令产生，不像硬件中断那样由外部事件触发。软件中断允许运行在用户模式的程序进入监督模式，并运行监督态下的函数。在AR

5、M7TDMI的硬件调试系统中，应用程序可利用软件中断来申请半自主式操作，利用软件中断机制，可以直观和高效地仿真调试应用程序。另外，软件中断也可用于一般性的程序控制。中断特性如表2向量地址中断类型工作模式优先级返回地址0x8软件中断SWI模式6pc-40x18常规则中断IRQ模式4pc-80x1C快中断FIQ模式3pc-8表2二、X86CPU，80C51，ARM中断处理过程：中断申请、中断响应、中断处理、中断返回。80x86中断请求：当外设需要中断服务时，由硬件产生一个中断请求信号INTR发送给CPU；CPU在当前指令结束时检

6、测INTR引脚，判断是否有中断请求。中断响应：当检测到有中断请求且IF=1时，总线周期信号M/IO，D/C，W/R为000，通过总线控制逻辑发中断响应信号。INTA给中断请求设备表示应答：中断请求设备将中断号送上数据总线；系统自动进入中断响应周期，由硬件完成关中断、保存断点、取中断服务的入口地址（N*4）等一系列操作，而后转向中断服务程序执行中断处理。中断处理：执行中断服务程序中规定的操作。中断返回：将压栈的断点从堆栈中弹出，开中断，CPU转向被中断的主程序继续执行80C51外部中断请求有两种信号触发方式。可通过设置有关控制

7、位进行定义。当设定为电平有效方式时，若INT0或INT1引脚上采样到有效的低电平，则向CPU提出中断请求；当设定为跳变有效方式时，若INT0或INT1引脚上采样到有效负跳变，则向CPU提出中断请求。中断采样：针对外部中断请求信号进行的，而内部中断请求都发生在芯片内部，可以直接置位TCON或SCON中的中断请求标志。在每个机器周期的S5P2期间，各中断标志采样相应的中断源，并置入相应标志。中断查询：若查询到某中断标志为1，则按优先级的高低进行处理，即响应中断。80C51的中断请求都汇集在TCON和SCON中。而CPU则在下一机

8、器周期的S6期间按优先级的顺序查询各中断标志。先查询高级中断，再查询低级中断。同级中断按内部中断优先级序列查询。如果查询到有中断标志位为“1”，则表明有中断请求发生，接着从相邻的下一个机器周期的S1状态开始进行中断响应。中断响应：硬件自动生成长调用指令为LCALLaddr16，而addr1