嵌入式系统原理课件2012版 第5章.ppt

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1、第五章中断机制嵌入式系统的硬件平台是由微处理器（或微控制器）、存储器、I/O端口及设备组成。I/O接口部件是嵌入式系统的关键组成部分。控制I/O接口部件的方式主要有：程序查询、中断控制、DMA方式等。中断技术主要是用于I/O接口部件与微处理器之间进行数据传输的控制，它协调了数据传输的双方的步调。§5.1中断控制方式原理嵌入式系统中，微处理器控制I/O端口或部件的数据传送方式有2种：程序查询方式和中断方式。程序查询方式是由微处理器周期性地执行一段查询程序来读取I/O端口或部件中状态寄存器的内容，并判断其状态，从而使微处理器与I/O端口或部件在进行数据、命令传送时保持同步。程序查询方式的特点程序查

2、询方式下，微处理器的效率是非常低的，因为微处理器要花费大量的时间测试I/O端口或部件的状态。并且，I/O端口或部件的数据也不能得到实时地处理。中断方式特点中断方式是I/O端口或部件在完成了一个I/O操作后，产生一个信号给微处理器，这个信号叫做“中断请求”，微处理器响应这个请求信号，停止其当前的程序操作，而转向对该I/O端口或部件进行新的读/写操作。特点：1，实时性能好2，调试复杂图中断的形象示意：中断方式控制的I/O操作步骤·初始化微处理器中用于中断方式的寄存器，开放中断。·I/O端口或部件完成数据操作后并产生中断请求信号。·当中断请求信号有效时，微处理器可能处在不可中断状态。等到微处理器允许

3、中断时，微处理器就保存当前状态，停止它现行的操作并开始进行中断源的识别。·在识别出优先级最高的中断源后，微处理器转到对应的中断服务例程入口，并应答中断，I/O端口或部件收到应答信号后，撤消其中断请求。·微处理器读入或写出数据，当中断服务例程结束后，回到原来的被中断程序处继续执行。中断源及其识别方法嵌入式系统中，需要采用中断控制方式的I/O端口或部件有许多，如S3C2410芯片中就有56个中断源。而通常微处理器能够提供的中断请求信号线是有限的，如ARM920T核提供给外部的中断请求信号线仅有IRQ和FIQ两根。因此，当有中断产生时，微处理器就必须通过一定的方式识别出是哪个中断源发来的请求信号，以

4、便转向其对应的中断服务程序例程，这就是中断源的识别。向量识别中断向量识别中断就是微处理器响应中断后，要求中断源提供一个地址信息，该地址信息称为中断向量（或叫中断矢量），微处理器根据中断向量（矢量）转移到中断复位程序处执行。所以，中断向量就是中断服务程序的入口地址。中断优先级仲裁若嵌入式系统中由多个中断源，则这些中断源必须要进行中断优先级的排列。所谓优先级，指的以下两层含义：·若有2个及2个以上的中断源同时提出中断请求，微处理器先响应哪个中断源，后响应哪个中断源。·若1个中断源提出中断请求，并得到响应后，又有1个中断源提出中断请求，后来的中断源能否中断前一个中断源的中断服务程序。§5.2S3C2

5、410的中断系统实际上，S3C2410的中断系统分成两级，一级是控制内部外围I/O端口或部件、或者芯片外部中断引脚（EINTn）的中断控制；另一级是ARM920T核的异常中断控制，采用了固定向量中断方式。S3C2410芯片中的中断控制器可以支持56个中断源提出的中断请求，如表6-1所示。（表6-1见附录）（续）这些中断源由芯片内部的I/O端口或部件如DMA控制器、UART、IIC、RTC等，以及外部中断引脚提供。在这些中断源中，有些中断，如串行接口UARTn中断和外部中断EINTn中断对于中断控制器来说都是共用的。当S3C2410芯片的内部外围I/O端口或部件提出中断请求、或者芯片外部中断引脚

6、（EINTn）收到中断请求时，中断控制器经过仲裁之后再请求ARM9核的FIQ或IRQ中断。S3C2410的中断系统逻辑图（续）S3C2410芯片中断控制器支持的56个中断源，由于其中有些中断共用中断请求信号线，因此，实际中断请求信号有32个。这32个中断请求的优先级仲裁判决机制采用了中断优先级编码判断电路原理。其裁决逻辑由7个基本裁决器组成，其中6个一级裁决器和1个二级裁决器。S3C2410芯片的32个中断请求信号，在系统复位初始状态下，按照前图中由上到下的顺序，中断优先级由高到低排列，即EINT0中断优先级最高，INT_ADC中断优先级最低。中断控制寄存器用S3C2410的中断方式来控制I/

7、O端口或部件操作时，除了要对I/O端口或部件的相应寄存器进行初始化设置外，还需对中断控制器的5个控制寄存器进行初始化设置。这5个寄存器是：源未决寄存器、中断模式寄存器、屏蔽寄存器、优先级寄存器、中断未决寄存器。源未决寄存器源未决寄存器（SRCPND）由32位构成，每一位与一个中断请求信号相关联。当某个中断源请求中断服务时，SRCPND寄存器的相应位被置为1，即首先在源未决寄存器中登记。因此，该寄存