第8章 PIE中斷系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、第第8章章 中斷系統(tǒng)及其應(yīng)用中斷系統(tǒng)及其應(yīng)用主要內(nèi)容主要內(nèi)容v 中斷源中斷源v PIE控制器概述控制器概述v 中斷向量表中斷向量表v PIE矢量表矢量表v 可屏蔽中斷處理可屏蔽中斷處理v CPU定時(shí)器定時(shí)器v 舉例舉例1、中斷源、中斷源p C28xDSP內(nèi)核總計(jì)內(nèi)核總計(jì)16個(gè)中斷線(xiàn)，其中包括個(gè)中斷線(xiàn)，其中包括2個(gè)不個(gè)不可屏蔽中斷可屏蔽中斷(RESET和和NMI)與與14個(gè)可屏蔽中斷；個(gè)可屏蔽中斷；p 可屏蔽中斷通過(guò)相應(yīng)的中斷使能寄存器使能或可屏蔽中斷通過(guò)相應(yīng)的中斷使能寄存器使能或禁止產(chǎn)生的中斷；禁止產(chǎn)生的中斷；1、中斷源、中斷源p在在F2810和和F2812處理器中，定時(shí)器處理器中，定時(shí)器1和

2、定時(shí)器和定時(shí)器2預(yù)留給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)預(yù)留給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS使用，其中斷分配使用，其中斷分配給給INT14和和INT13，用戶(hù)在程序中不可以修改；，用戶(hù)在程序中不可以修改； 1、中斷源、中斷源p其余其余12個(gè)可屏蔽中斷直接連接在外設(shè)中斷擴(kuò)展模個(gè)可屏蔽中斷直接連接在外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊，供外部中斷和處理器內(nèi)部的外設(shè)單元使用；塊，供外部中斷和處理器內(nèi)部的外設(shè)單元使用； 1、中斷源、中斷源p 兩個(gè)不可屏蔽中斷兩個(gè)不可屏蔽中斷RESET和和NMI各自占用獨(dú)立各自占用獨(dú)立的專(zhuān)用中斷，同時(shí)的專(zhuān)用中斷，同時(shí)NMI中斷也可以選擇同定時(shí)器中斷也可以選擇同定時(shí)器1復(fù)用復(fù)用INT13； p CPU一共支持一共支

3、持16個(gè)中斷個(gè)中斷(RESET、NMI、INT1INT14)；其中；其中RESET、NMI是不可屏蔽中是不可屏蔽中斷；斷；INT1INT14是可屏蔽中斷是可屏蔽中斷(INT13、INT14留留給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))； p 用戶(hù)可以操作修改的中斷是用戶(hù)可以操作修改的中斷是INT1INT12，其中，其中每一個(gè)中斷組又復(fù)用了每一個(gè)中斷組又復(fù)用了8個(gè)外設(shè)中斷；所以外設(shè)中個(gè)外設(shè)中斷；所以外設(shè)中斷一共有斷一共有96個(gè)；個(gè)； 2、PIE中斷擴(kuò)展中斷擴(kuò)展p 28x的每個(gè)外部設(shè)備都能產(chǎn)生的每個(gè)外部設(shè)備都能產(chǎn)生1個(gè)或多個(gè)中斷；個(gè)或多個(gè)中斷；但由于但由于CPU并不能同時(shí)處理所有的外設(shè)中斷請(qǐng)求并不能同時(shí)處理所

4、有的外設(shè)中斷請(qǐng)求;p 因此需要一個(gè)因此需要一個(gè)PIE控制器對(duì)這些外設(shè)和外部管腳控制器對(duì)這些外設(shè)和外部管腳的中斷請(qǐng)求進(jìn)行仲裁；的中斷請(qǐng)求進(jìn)行仲裁；p PIE矢量表用來(lái)存放每一個(gè)中斷服務(wù)的地址；不矢量表用來(lái)存放每一個(gè)中斷服務(wù)的地址；不論是復(fù)用還是非復(fù)用的中斷都對(duì)應(yīng)著一個(gè)矢量表論是復(fù)用還是非復(fù)用的中斷都對(duì)應(yīng)著一個(gè)矢量表;p 實(shí)際用戶(hù)可以修改使用的外設(shè)中斷只有實(shí)際用戶(hù)可以修改使用的外設(shè)中斷只有45個(gè)個(gè) 2.1 中斷操作流程包含三部分中斷包含三部分中斷外設(shè)級(jí)中斷、外設(shè)級(jí)中斷、PIE級(jí)中斷、級(jí)中斷、CPU級(jí)中斷級(jí)中斷2.1 中斷操作流程1) 外設(shè)級(jí)中斷v 外部設(shè)備中斷事件發(fā)生，則其對(duì)應(yīng)的寄存器外部設(shè)備中斷

5、事件發(fā)生，則其對(duì)應(yīng)的寄存器中的中斷標(biāo)志位被設(shè)為中的中斷標(biāo)志位被設(shè)為1(Interrupt Flag: IF);v 若相應(yīng)的中斷使能位若相應(yīng)的中斷使能位(Interrupt Enable: IE)被被設(shè)為設(shè)為1，則外部設(shè)備向，則外部設(shè)備向PIE控制器發(fā)出一個(gè)中控制器發(fā)出一個(gè)中斷請(qǐng)求；斷請(qǐng)求； 若中斷被使能，則中斷請(qǐng)求提交給若中斷被使能，則中斷請(qǐng)求提交給PIE，IF仍為仍為1; 若中斷未被使能，則若中斷未被使能，則IF仍為仍為1，直至軟件清，直至軟件清0;v 外設(shè)寄存器中的外設(shè)寄存器中的IF位需手動(dòng)清位需手動(dòng)清0；1) 外設(shè)級(jí)中斷p 外設(shè)級(jí)中斷通過(guò)外設(shè)級(jí)中斷通過(guò)IFR與與IER使能控制使能控制;p

6、 注意：外設(shè)寄存器的中斷標(biāo)志必須采用軟件注意：外設(shè)寄存器的中斷標(biāo)志必須采用軟件進(jìn)行清零進(jìn)行清零;返回2) PIE級(jí)中斷v PIE模塊復(fù)用模塊復(fù)用8個(gè)外設(shè)中斷引腳向個(gè)外設(shè)中斷引腳向CPU申請(qǐng)中斷；申請(qǐng)中斷；這些中斷被分為這些中斷被分為12組，每組有一個(gè)中斷信號(hào)向組，每組有一個(gè)中斷信號(hào)向CPU申請(qǐng)中斷；申請(qǐng)中斷； 例如：例如：PIE第第1組復(fù)用組復(fù)用CPU的中斷的中斷1(INT1)； PIE第第12組復(fù)用組復(fù)用CPU的中斷的中斷12(INT12)；其余不復(fù)用的中斷則直接向其余不復(fù)用的中斷則直接向CPU提出請(qǐng)求；提出請(qǐng)求；v 對(duì)于復(fù)用中斷，在對(duì)于復(fù)用中斷，在PIE模塊內(nèi)每組中斷有相應(yīng)的模塊內(nèi)每組中斷

7、有相應(yīng)的中斷標(biāo)志位中斷標(biāo)志位(PIEIFRx.y)和使能位和使能位(PIEIERx.y)v 除此之外，每組除此之外，每組PIE中斷中斷(INT1INT12)有一個(gè)有一個(gè)響應(yīng)標(biāo)志位響應(yīng)標(biāo)志位(PIEACKx)2) PIE級(jí)中斷v 一旦一旦PIE控制器有中斷請(qǐng)求，相應(yīng)的中斷標(biāo)志位控制器有中斷請(qǐng)求，相應(yīng)的中斷標(biāo)志位被置被置1(PIEIFRx.y)；v 如果相應(yīng)的如果相應(yīng)的PIE中斷使能位中斷使能位(PIEIERx.y)被置被置1，則則PIE檢查相應(yīng)的檢查相應(yīng)的PIEACKx位以確定位以確定CPU是否準(zhǔn)是否準(zhǔn)備響應(yīng)該中斷；備響應(yīng)該中斷；v 如果如果PIEACKx清零，則清零，則PIE向向CPU發(fā)出中斷

8、請(qǐng)發(fā)出中斷請(qǐng)求；如果求；如果PIEACKx置置1，則，則PIE將等待直到將等待直到PIEACKx被清被清0才向才向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求；發(fā)出中斷請(qǐng)求；返回3) CPU級(jí)中斷v 一旦向一旦向CPU請(qǐng)求中斷，相應(yīng)于請(qǐng)求中斷，相應(yīng)于INTx的的CPU級(jí)中級(jí)中斷標(biāo)志位斷標(biāo)志位(IFR)置置1。中斷標(biāo)志位鎖存到。中斷標(biāo)志位鎖存到IFR后，后，只有只有CPU中斷使能寄存器中斷使能寄存器(IER)或調(diào)試中斷使能或調(diào)試中斷使能寄存器寄存器(DBGIER)和全局中斷屏蔽位和全局中斷屏蔽位(INTM)被使被使能時(shí)才會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求；能時(shí)才會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求；3) CPU級(jí)中斷v CPU級(jí)使能可屏蔽中斷采用級(jí)使能可屏蔽中斷

9、采用CPU中斷使能寄存中斷使能寄存器器(IER)還是中斷調(diào)試使能寄存器還是中斷調(diào)試使能寄存器(DBGIER)與中與中斷處理方式有關(guān)。斷處理方式有關(guān)。 標(biāo)準(zhǔn)處理模式下，不使用中斷調(diào)試使能寄存器標(biāo)準(zhǔn)處理模式下，不使用中斷調(diào)試使能寄存器(DBGIER); 當(dāng)當(dāng)F281x使用實(shí)時(shí)調(diào)試且使用實(shí)時(shí)調(diào)試且CPU被停止時(shí)，才使用中被停止時(shí)，才使用中斷調(diào)試使能寄存器斷調(diào)試使能寄存器(DBGIER),此時(shí)此時(shí)INTM不起作用不起作用;3) CPU級(jí)中斷v 中斷標(biāo)志寄存器（中斷標(biāo)志寄存器（IFR） 中斷使能寄存器（中斷使能寄存器（IER） 全局中斷屏蔽使能（全局中斷屏蔽使能（INTM）4)中斷優(yōu)先級(jí)p CPU中斷的

10、優(yōu)先級(jí)：由高到低分別為中斷的優(yōu)先級(jí)：由高到低分別為RS，NMI，INT1INT14；p PIE控制每組控制每組8個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)：由高到低為個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)：由高到低為INTx.1INTx.8。5) PIE寄存器及其地址PIE寄存器地址：寄存器地址：0 x0000 0CE00 x00000CFF PIECTRL（PIE控制寄存器）：控制寄存器）：0 x0000 0CE0 PIEACK（PIE響應(yīng)寄存器）：響應(yīng)寄存器）：0 x0000 0CE1 PIEIER1：0 x0000 0CE2 PIEIFR1：0 x0000 0CE3 PIEIER12：0 x0000 0CF8 PIEIFR12：0 x00

11、00 0CF9 保留：保留：0 x0000 0CFA0 x0000 0CFF3 中斷向量中斷向量p 中斷向量的分配中斷向量的分配p 中斷向量的映射方式中斷向量的映射方式3.1 中斷向量的分配中斷向量的分配v PIE支持支持96個(gè)中斷，每個(gè)中斷都有自己的中個(gè)中斷，每個(gè)中斷都有自己的中斷向量存放在斷向量存放在RAM中，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的中斷中，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的中斷向量表，如表向量表，如表8.2所示；所示；v 在相應(yīng)中斷時(shí)，在相應(yīng)中斷時(shí)，CPU將自動(dòng)地從中斷向量表將自動(dòng)地從中斷向量表中獲取相應(yīng)的中斷向量；中獲取相應(yīng)的中斷向量；v CPU獲取中斷向量和保存重要的寄存器需要獲取中斷向量和保存重要的寄存器需要花

12、費(fèi)花費(fèi)9個(gè)個(gè)CPU時(shí)鐘周期，因此時(shí)鐘周期，因此CPU能夠快速地能夠快速地響應(yīng)中斷；響應(yīng)中斷；3.1 中斷向量的分配中斷向量的分配v 復(fù)用中斷模式在使用中斷過(guò)程中多個(gè)中斷源共復(fù)用中斷模式在使用中斷過(guò)程中多個(gè)中斷源共用一條中斷線(xiàn)，每條中斷線(xiàn)連接地中斷向量都在用一條中斷線(xiàn)，每條中斷線(xiàn)連接地中斷向量都在中斷向量表中占中斷向量表中占32位地址空間，用來(lái)存放中斷服位地址空間，用來(lái)存放中斷服務(wù)程序的入口地址；務(wù)程序的入口地址；v 中斷復(fù)用程序必須處理所有輸入的中斷請(qǐng)求，中斷復(fù)用程序必須處理所有輸入的中斷請(qǐng)求，這就要求編程人員在服務(wù)程序的入口處采用軟件這就要求編程人員在服務(wù)程序的入口處采用軟件方法將這些中斷分

13、離開(kāi)，以便能夠正確地處理；方法將這些中斷分離開(kāi)，以便能夠正確地處理；v 但軟件分離的方法勢(shì)必會(huì)影響中斷的響應(yīng)速度，但軟件分離的方法勢(shì)必會(huì)影響中斷的響應(yīng)速度，因此，在實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中不能使用。因此因此，在實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中不能使用。因此就涉及到如何加快中斷服務(wù)程序的問(wèn)題。就涉及到如何加快中斷服務(wù)程序的問(wèn)題。p 在在F2812中采用外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊中采用外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊(PIE)以以加快中斷服務(wù)程序；加快中斷服務(wù)程序；p 中斷向量表可以映射到中斷向量表可以映射到5個(gè)不同的存儲(chǔ)空個(gè)不同的存儲(chǔ)空間。實(shí)際應(yīng)用中，只使用間。實(shí)際應(yīng)用中，只使用PIE中斷向量表映中斷向量表映射；射；p PIE中斷向量映

14、射地址中斷向量映射地址:0 x0000D00 0 x0000 0DFF,共共256字長(zhǎng)度數(shù)據(jù)空間；字長(zhǎng)度數(shù)據(jù)空間；p 中斷向量映射配置表：中斷向量映射配置表：3.2 中斷向量的映射方式中斷向量的映射方式p 根據(jù)上面的表格可以知道：控制位的不同設(shè)根據(jù)上面的表格可以知道：控制位的不同設(shè)置，中斷向量表有不同的映射方式。置，中斷向量表有不同的映射方式。 3.2 中斷向量的映射方式中斷向量的映射方式3. PIE中斷向量表：見(jiàn)表中斷向量表：見(jiàn)表8.6（P129）4 可屏蔽中斷處理可屏蔽中斷處理p 可屏蔽中斷的響應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是中斷產(chǎn)生、使可屏蔽中斷的響應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是中斷產(chǎn)生、使能到處理的過(guò)程。能到處理的過(guò)程

15、。 使能使能/禁止復(fù)用外設(shè)中斷禁止復(fù)用外設(shè)中斷 PIE寄存器寄存器: PIECTRL、PIEIFR PIEIER、PIEACK 外設(shè)向外設(shè)向CPU發(fā)出的復(fù)用中斷請(qǐng)求發(fā)出的復(fù)用中斷請(qǐng)求 處理流程：某個(gè)可屏蔽中斷產(chǎn)生后處理流程：某個(gè)可屏蔽中斷產(chǎn)生后p 首先將中斷標(biāo)志寄存器首先將中斷標(biāo)志寄存器(IFR)置位為置位為1p 單獨(dú)使能單獨(dú)使能IER和全局使能和全局使能INTM涉及到的寄存器：涉及到的寄存器：IFR、IER、INTM4.1 PIE配置及控制寄存器配置及控制寄存器 PIEVECT:這些位表明獲取這些位表明獲取PIE矢量表的起始地址矢量表的起始地址;ENPIE:使能使能PIE模塊模塊ENPIE=

16、1表明所有矢量都從表明所有矢量都從PIE矢量表中獲?。皇噶勘碇蝎@?。籈NPIE=0時(shí)表明所有數(shù)量都從時(shí)表明所有數(shù)量都從boot ROM或外部或外部接口接口zone 7中獲取中獲取;PIEACKx：每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷：每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷 BIT 0對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)INT1； BIT 11對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)INT12 這些寄存器位表明中斷是否產(chǎn)生這些寄存器位表明中斷是否產(chǎn)生x=112；INTx表示表示CPU INT1INT12 這些寄存器位表明是否使能中斷這些寄存器位表明是否使能中斷4.2 CPU中斷涉及的寄存器中斷涉及的寄存器 IFR、IER、DBGIER、INTM 4.2 CPU中斷涉及的寄存器中斷涉及的寄存器

17、 p 中斷使能寄存器中斷使能寄存器p 中斷使能設(shè)置：置中斷使能設(shè)置：置1使能中斷使能中斷IER |= 0 x0008； /使能中斷使能中斷INT4IER&= 0 xFFF7；/禁止中斷禁止中斷INT4p系統(tǒng)復(fù)位或系統(tǒng)復(fù)位或CPU中斷響應(yīng)后中斷響應(yīng)后,CPUIFR將自動(dòng)清零將自動(dòng)清零4.2 CPU中斷涉及的寄存器中斷涉及的寄存器 p 全局中斷使能全局中斷使能 p 全局中斷使能設(shè)置：置全局中斷使能設(shè)置：置1時(shí)禁止所有的中斷時(shí)禁止所有的中斷asm（“CLRC INTM”）；）； /使能全局中斷使能全局中斷asm（“SETC INTM”）；）； /禁止全局中斷禁止全局中斷5 定時(shí)器中斷應(yīng)用舉例

18、定時(shí)器中斷應(yīng)用舉例5.1 定時(shí)器基本操作定時(shí)器基本操作p F2812有三個(gè)有三個(gè)32位位CPU定時(shí)器（定時(shí)器（TIMER0/1/2）p TIMER1/2預(yù)留給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用預(yù)留給實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用 TIMER0可以供給用戶(hù)使用可以供給用戶(hù)使用p 定時(shí)器的功能框圖如下圖定時(shí)器的功能框圖如下圖5.2 定時(shí)器工作原理定時(shí)器工作原理v 工作時(shí)鐘工作時(shí)鐘 若處理器采用若處理器采用30MHz的外部時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)鎖的外部時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)相環(huán)10/2倍頻后，系統(tǒng)的時(shí)鐘工作在倍頻后，系統(tǒng)的時(shí)鐘工作在150MHz； 定時(shí)器選擇定時(shí)器選擇SYSCLKOUT作為定時(shí)器時(shí)鐘，作為定時(shí)器時(shí)鐘，所以工作頻率也是所以工作頻率也是150MHz；5.2 定時(shí)器工作原理定時(shí)器工作原理v 計(jì)