TMS320C54x系列DSP的中斷機制
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TMS320C54x系列DSP的中斷機制  2012/3/1
1 C54x中的中斷機制  中斷信號實質上是由硬件或者是軟件驅動的信號,它能使DSP暫停正在執行的程序并進入中斷服務程序(ISR)。在最典型的DSP系統中,如果A/D轉換器需要送數據到DSP中,或者D/A轉換器需要從DSP中取走數據,都是通過硬件中斷向DSP發出請求的! 54x系列DSP支持軟件中斷和硬件中斷。軟件中斷是由指令(INTR、TRAP、RESET)觸發的,硬件中斷是由外圍器件觸發的。硬件中斷實際上又分為兩類:一類是由DSP的片外外設(

1 C54x中的中斷機制

中斷信號實質上是由硬件或者是軟件驅動的信號,它能使DSP暫停正在執行的程序并進入中斷服務程序(ISR)。在最典型的DSP系統中,如果A/D轉換器需要送數據到DSP中,或者D/A轉換器需要從DSP中取走數據,都是通過硬件中斷向DSP發出請求的。

C54x系列DSP支持軟件中斷和硬件中斷。軟件中斷是由指令(INTR、TRAP、RESET)觸發的,硬件中斷是由外圍器件觸發的。硬件中斷實際上又分為兩類:一類是由DSP的片外外設(如A/D轉換器)觸發的,另外一類是由DSP的片內外設(如定時器中斷)觸發的。硬件中斷又有優先級的區分,這是為了處理同一時刻有多個硬件中斷源觸發中斷的情況。硬件中斷的種類和優先級請參看具體使用的芯片資料。

如果按照可屏蔽情況分類,中斷又可分為可屏蔽中斷(C54x至多支持16個)和不可屏蔽中斷?善帘沃袛嗍躍T1寄存器中的INTM位和IMR寄存器中相應位的影響。當INTM=0時,IMR中某位為1,則開放相應的中斷。其實,在C54x中硬件中斷并不一定要由外圍器件觸發,它同樣可以由指令INTR、TRAP觸發,并且不受INTM的限制。有一點需要引起注意的是:指令RESET復位和硬件RS復位對IPTR和外圍電路初始化是不相同的。硬件復位時IPTR總是被置為0x1FF,軟件復位時則不會修改當前IPTR的值。C54x的中斷處理過程分為三個階段:

①中斷請求?梢杂糜布骷蛘哕浖噶钫埱笾袛。如果請求的中斷是可屏蔽中斷,則IFR寄存器中相應的位被置為1,而不管中斷是否會被響應。

②中斷響應。對于軟件中斷和不可屏蔽中斷,CPU是立即響應的。對于可屏蔽中斷,要滿足下列條件才能響應:

·優先級最高(同時出現多個中斷時)

·INTM位為0

·IMR中相應位為1

CPU在取到軟件向量的第一個字后會產生IACK信號,對可屏蔽中斷而言,IACK會清除IFR中相應位。

③中斷處理。保護特定的寄存器,執行中斷服務程序,完成后恢復寄存器。保護寄存器的原則是執行中斷服務程序后能正確返回并恢復原來運行程序的環境。

DSP中提供的中斷是以中斷向量表(VECT)的形式出現的(見表1)。中斷向量表的長度為128個字節,每個中斷分配為4個字節,一共有32個中斷,具體的中斷要看相應的芯片。C54x中斷向量表的地址是由PMST寄存器中的IPTR構成高9位地址形成的,所以向量表的地址必須是128的倍數。硬件復位時,IPTR總是默認置為0x1FF,所以中斷向量表地址為0xFF80。每個中斷向量的地址按如下構成方法形成:PC=(IPTR)<<7+(Vector[n])<<2 (Vector[n]為中斷向量號,在0~31之間),中斷向量號左移兩位是因為每個中斷向量占用4個字節的緣故。中斷向量表總是以匯編的形式出現的。

2 擴展地址模式下的中斷控制

早期的DSP共有192K的空間(程序、數據和I/O空間各為64K),隨著DSP處理能力越來越強,192K的空間已經不能滿足需要。后來的C54x均提供了擴展地址模式,使程序空間擴展到8M。擴展模式下的中斷控制有自己特殊的地方,有必要進行說明。

擴展模式下程序空間的尋址是通過寄存器PC和XPC一同進行的。PC構成低16位地址位,XPC構成高7位地址位。所以保存和恢復XPC是用戶必須注意的。如果用戶使用的是Far Call指令,則XPC會自動保存和恢復。但在進行中斷處理的時候,只有16位的PC寄存器能夠自動得到保存(這是由于考慮了非擴展模式下中斷的效率問題),所以XPC必須由用戶自己來保存,否則在中斷返回的時候往往會跳到不同的頁面(由返回前后XPC值的不同引起)造成不可預測的后果。程序如表1所示。

由于必須在長跳轉之前保存XPC的值,沒法使用延遲指令(如FBD),所以中斷時延會增加兩個周期。

再來考慮另外一種情況:設程序運行在XPC=2的頁面上,如果這個時候有中斷發生并得到了CPU的響應,DSP會加載PC:PC=(IPTR)<<7+(Vector[n])<<2,XPC的值不發生變化,于是中斷向量的地址為:0x20000+0xPC。這就明顯地說明:中斷向量表必須和應用程序在同一64K的程序空間頁面內。如果應用程序不是只分布在一個程序空間頁面內,那應該如何處理呢?可分三種類型共四種技巧來應對這樣的情況:(1.1)描述的是OVLY為任意的情況;(2.1)~(2.2)描述的是OVLY=1的情況;(3.1)描述的是OVLY=0的情況。

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