第13讲_第7章嵌入式系统中断控制 100页

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嵌入式系统基础教程ppt一套俞建新

《嵌入式系统原理与开发》2008年春季第13讲南京大学计算机系俞建新主讲

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第7章中断、DMA和时间管理

本章主要介绍以下内容：

嵌入式中断控制器嵌入式DMA控制器嵌入式时钟电源管理器嵌入式实时时钟嵌入式脉宽调制定时器

2008年12月15日

南京大学计算机系

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引言

中断控制、DMA控制、时钟脉冲控制和定时控制是所有计算机的必备功能，嵌入式处理器也不例外。这一讲主要学习S3C44B0X嵌入式处理器中的中断控制器、DMA控制器以及与时间控制直接相关的四个部件。与时间控制直接相关的四个部件是分别是：时钟电源管理器、锁相环、实时时钟和脉冲宽度调制定时器。南京大学计算机系 3

2008年12月15日

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7.1 嵌入式系统中断控制

本节介绍以下内容

嵌入式中断控制器工作原理 S3C44B0X中断控制器 S3C44B0X的中断优先级产生模块 S3C44B0X的向量中断模式 S3C4510B中断控制器简介 S3C2410X中断控制器简介建立异常中断向量中断表非向量中断模式的中断入口程序范例嵌入式中断应用程序举例 S3C44B0X硬件中断应用举例南京大学计算机系 4

2008年12月15日

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中断控制器概述 ——几种处理器的中断控制器一览表处理器型号计算机类别体系结构 Pentium 4 PC x86 MCS-51 单片机 8051 内臵 5个 S3C44B0X 嵌入式 ARM7 内臵共30个, 外部8个 S3C4510 嵌入式 ARM7 内臵共21个 MPC680 嵌入式 PowerPC 内臵共44个

内臵/外臵芯片外臵，8259A, 可以级联中断源数 8个, 最大级联方式下64 个

控制寄存器

IRR,IMR,ISR, ICW1-ICW4, OCW1-OCW3

TCON,IE, SCON,IP

INTCON,INTPND INTMOD,INTMSK EXTINT, EXTINTPND, , , etc

INTPND,INT MOD, INTMSK, INTOFFSET, EXTPNDPRI, , , etc

两个控制器： SIU和 CPM

2008年12月15日

南京大学计算机系

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PC机的中断控制器

以普遍使用的基于x86处理器的PC机(台式机和笔记本)为例，它们都拥有两块级联的中断控制器接口芯片Intel 8259A,这种中断控制器接口芯片早期是分立元件，安装在主板上。自从80386处理器问世之后到现在所有PC机的这两块8259A中断接口控制器都集成在芯片组中。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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嵌入式系统中断控制器概述

对通用计算机而言，中断控制包括：中断请求管理、中断使能/禁能、中断优先级分配、中断优先级判定、中断屏蔽/解除屏蔽、中断响应、现场保护和恢复等等。中断控制由CPU内部的中断处理逻辑和寄存器，以及外部的中断控制器接口芯片完成。从功能角度看，嵌入式处理器与通用处理器的中断控制器拥有基本相同的功能，只是实现细节不同。南京大学计算机系 7

2008年12月

15日

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PC和ES的中断控制器之主要差异

中断控制器对于PC和ES都是不可缺少的但是PC机的中断控制器与CPU芯片是分离的，而 ES中的中断控制器几乎都是内嵌的。例如：8051系列和ARM系列处理器等。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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x86与ARM中断向量表的比较

x86处理器的中断向量表

实模式中断向量表起始地址是0号单元地址，每一个中断向量占4字节，总共占空间1KB字节。与x86处理器类似，ARM处理器在启动时也需要一个异常中断向量表。该表也从ROM的0号地址单元存放，每4个字节对应于一个异常中断，总空间只有32个字节。与x86处理器实模式中断向量表不同的是ARM处理器的中断向量表中存放的是转移指令，而不是转移目标的逻辑地址。南京大学计算机系 9

ARM处理器的中断向量表

2008年12月15日

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x86处理器的实模式中断向量表

x86处理器的实模式中断向量表起始地址是0号单元地址，每一个中断向量占4字节，总共占空间1KB字节。x86处理器的每一个中断向量就是该中断向量号所对应的中断服务子程序首条指令的逻辑地址。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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三种嵌入式中断控制器介绍

以下详细介绍S3C44B0X中断控制器的工作原理与使用方法概括介绍S3C4510B和S3C2410X的中断控制器。共同特点：三者都内嵌在处理器芯片内。差异之处：这些中断控制器能够管理的中断源数量各不相同，内部控制寄存器的设臵不同，中断优先级分配也不一样。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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7.1.1 ARM处理器的中断类型

ARM系列处理器有两种中断请求类型：

普通中断请求—IRQ 快速中断请求—FIQ

2008年12月15日

南京大学计算机系

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IRQ—普通中断请求

IRQ中断请求

Interrupt Request 也叫IRQ异常，属于普通中断请求。由nIRQ引脚上的低电平触发。 IRQ中断请求的优先级低于FIQ,当FIQ信号进入时，IRQ被暂停执行。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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FIQ—快速中断请求

FIQ中断请求

Fast Interrupt Request 也叫FIQ异常，属于快速中断请求。用于高速数据传输和通道处理在ARM工作模式下，FIQ拥有充足的私用寄存器(比IRQ多了5个寄存器)。无需程序员在编程时考虑节省寄存器，从而减小了任务切换时的开销。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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FIQ的信号产生

FIQ由外部的nFIQ引脚上的低电平产生，其电平输入依赖于ISYNC(ARM7TDMI输入信号),能够排除同步或异步的情况。当ISYNC 信号为低电平时，IRQ和FIQ被认为是异步的，在中断影响处理器流程之前，会产生一个时钟周期延时以转

入同步状态。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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IRQ中断和FIQ中断的禁能/使能方式

在特权(非用户)模式下，设臵/复位PSR (CPSR和SPSR的统称)的I位和F位，能够禁止/允许CPU响应IRQ和FIQ中断请求。因此为了开发IRQ和FIQ中断响应功能，I位和F位必须被清0,同时INTMSK(中断屏蔽寄存器)的相应位也必须清0。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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ADS/AXD中的增强型程序状态字 (EPSR)

以下是ADS的AXD工具给出的EPSR显示界面

2008年12月15日

南京大学计算机系

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7.1.2 S3C44B0X中断控制器概述

S3C44B0X处理器能够处理30个中断源，其中内建的中断控制器可接受26个中断源的中断请求信号。4个外部中断(EINT4/5/6/7)请求是通过“或”的形式合成为1个中断源送至中断控制器，2个UART错误中断(UERROR0/1) 也是如此。下面给出S3C44B0X的中断控制器内部寄存器以及处理流程。

2008年12月15日

南京大学计算机系

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7.1.2.1 S3C44B0X的中断控制寄存器组INTMOD 中断模式寄存器 FIQ IRQ IRQ FIQ或者 IRQ中断请求 IRQ从群优先级寄存器I_PSLV IRQ主群优先级寄存器I_PMST FIQ INTMSK 中断屏蔽寄存器

中断优先级产生模块 IRQ FIQ

INTPND 中断请求寄存器

INTCON 中断控制寄存器

I_ISPR或者F_ISPR 中断服务登记寄存器 IRQ FIQ

26个中断源

I_ISPC或者F_ISPC 中断服务清除寄存器南京大学计算机系 19

2008年12月15日

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