第7讲_ARM中断机制

arm中断嵌套的原理摘要：1.引言2.arm 中断嵌套的原理2.1 arm 的中断向量表2.2 中断嵌套的实现2.3 中断嵌套的优点和应用3.arm 中断嵌套的实现3.1 硬件方面的支持3.2 软件方面的支持4.arm 中断嵌套的注意事项4.1 中断处理时间的考虑4.2 中断优先级的处理5.总结正文：在嵌入式系统中，中断处理是一个常见的功能。

ARM 处理器提供了丰富的中断处理功能，使得开发者可以灵活地处理各种中断事件。

中断嵌套是ARM 中断处理的一个重要特性，可以提高系统的响应速度和处理效率。

本文将详细介绍ARM 中断嵌套的原理、实现以及注意事项。

首先，我们需要了解ARM 中断嵌套的原理。

ARM 的中断向量表是一个关键概念。

中断向量表是一个存储中断向量地址的数组，用于快速定位和处理各种中断事件。

当有中断请求时，处理器会根据中断类型号在中断向量表中查找对应的中断向量地址，然后跳转到该地址执行中断处理程序。

中断嵌套的实现主要依赖于中断向量表的布局和中断处理程序的设计。

在一个系统中，可能会有多个中断源，它们的中断向量地址可能会相互重叠。

为了实现中断嵌套，我们需要保证中断向量表中的下一个中断向量地址在当前中断处理程序执行完毕之前可以被访问到。

这样，当一个中断请求到来时，处理器可以在当前中断处理程序执行完毕后，快速跳转到下一个中断向量地址，执行下一个中断处理程序。

中断嵌套的优点主要体现在可以提高系统的响应速度和处理效率。

例如，当一个外部中断请求到来时，处理器可以在执行当前中断处理程序的同时，响应外部中断请求，这样可以减少中断处理的时间。

此外，中断嵌套还可以实现中断优先级的功能，使得高优先级的中断请求能够更快地被处理。

要实现ARM 中断嵌套，需要硬件和软件两方面的支持。

在硬件方面，处理器需要支持中断嵌套，这通常需要处理器具有中断控制器，可以实现中断请求的排队和嵌套处理。

在软件方面，需要编写适当的中断处理程序，确保在当前中断处理程序执行完毕之前可以跳转到下一个中断向量地址。

单片机中断系统一、单片机中断系统的概念单片机中断系统是指在程序运行过程中，由于出现特殊情况（如外部设备的输入信号、定时器溢出等），使得单片机暂时停止当前任务的执行，转而执行相应的中断服务程序（ISR），以处理中断事件。

中断处理完毕后，再返回到中断点继续执行原来的任务。

这种特殊的中断机制，使得单片机能够同时处理多个任务，实现了实时性较高的应用程序设计。

二、单片机中断系统的结构单片机中断系统主要由以下几个部分组成：1、中断源：产生中断的外部设备或内部定时器。

2、中断请求寄存器：用于存储各个中断源的中断请求状态。

3、中断优先级寄存器：用于确定多个中断源的优先级。

4、中断服务程序（ISR）：用于处理中断事件，执行相应的操作。

5、中断返回：中断处理完毕后，返回原程序继续执行。

三、单片机中断系统的处理过程当单片机检测到某个中断源发出中断请求时，会暂停当前任务的执行，按照优先级顺序执行相应的中断服务程序（ISR）。

在ISR中，程序会读取中断源的中断请求状态，并对相应的中断源进行处理。

处理完毕后，程序会返回原程序继续执行。

如果此时还有其他的中断源发出中断请求，则根据优先级顺序再次执行相应的ISR。

四、单片机中断系统的应用单片机中断系统在实时控制、数据采集、通信等领域有着广泛的应用。

例如，在工业控制中，当某个传感器发出中断请求时，单片机可以暂停当前任务的执行，转而执行相应的中断服务程序（ISR），对传感器数据进行采集和处理。

处理完毕后，再返回原程序继续执行。

这样，单片机可以在不丢失任何数据的情况下，实时地响应外部设备的请求。

五、总结单片机中断系统是实现实时控制和数据处理的重要手段之一。

通过合理的配置和使用中断系统，可以提高单片机的实时性能和数据处理能力。

在实际应用中，需要根据具体的需求和硬件条件选择合适的单片机型号和中断系统配置方案，以满足系统的实时性和稳定性要求。

单片机的中断系统在嵌入式系统设计中，单片机因其体积小、性价比高、可靠性强等特性被广泛应用。

ARM 体系中异常中断种类及处理办法在ARM 体系中，通常有以下3 种方式控制程序的执行流程：
•在正常程序执行过程中，每执行一条ARM 指令，程序计数器寄存器（PC）的值加4 个字节；每执行一条Thumb 指令，程序计数器寄存器（PC）的值加2 个字节。

整个过程是顺序执行。

•通过跳转指令，程序可以跳转到特定的地址标号处执行，或者跳转到特定的子程序处执行。

其中，B 指令用于执行跳转操作；BL 指令在执行跳转操作的同时，保存子程序的返回地址；BX 指令在执行跳转操作的同时，根据目标地址的最低位可以将程序状态切换到Thumb 状态；BLX 指令执行3 个操作：跳转到目标地址处执行，保存了子程序的返回地址，根据目标地址的最低位可以将程序状态切换到Thumb 状态。

•当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。

在当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断的指令的下一条指令处执行。

在进入异常中断处理程序时，要保存被中断的程序的执行现场，在从异常中断处理程序退出时，要恢复被中断的程序的执行现场。

ARM 的异常处理学习笔记转贴ARM的异常处理这部分比较不好理解。

当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。

当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断指令的下条指令处执行。

在进入异常中断处理程序时，要保存被中断程序的执行现场，从异常中断处理程序退出时，要恢复被中断程序的执行现场。

1、引起异常的原因(1)、指令执行引起的异常软件中断、未定义指令(包括所要求的协处理器不存在是的协处理器指令)、预取址中止(存储器故障)、数据中止。

(2)、外部产生的中断复位、FIQ、IRQ。

2、ARM中异常中断的种类(1)、复位(RESET)a、当处理器复位引脚有效时，系统产生复位异常中断，程序跳转到复位异常中断处理程序处执行，包括系统加电和系统复位。

b、通过设置PC跳转到复位中断向量处执行称为软复位。

(2)、未定义的指令当ARM处理器或者是系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生未定义的指令异常中断，可以通过改异常中断机制仿真浮点向量运算。

(3)、软件中断这是一个由用户定义的中断指令(SWI)。

可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。

在实时操作系统中可以通过该机制实现系统功能调用。

(4)、指令与取终止(Prefech Abort)如果处理器预取的指令的地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，当被预取的指令执行时，处理器产生指令预取终止异常中断。

(5)、数据访问终止(DATAABORT)如果数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，处理器产生数据访问终止异常中断。

(6)、外部中断请求(IRQ)当处理器的外部中断请求引脚有效，而且CPSR的寄存器的I控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。

系统中个外设通过该异常中断请求处7)、快速中断请求(FIQ) 理服务。

(当处理器的外部快速中断请求引脚有效，而且CPSR的F控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。

ARM7内核的中断屏蔽方法ARM7内核的中断屏蔽方法是通过设置与中断相关的寄存器来实现的。

ARM7内核提供了多个中断屏蔽寄存器，可以分别对不同的中断进行屏蔽设置。

下面将对常见的中断屏蔽方法进行详细介绍，包括通过CPSR寄存器和INTCON寄存器进行中断屏蔽。

1.CPSR寄存器屏蔽中断ARM7内核的CPSR寄存器（Current Program Status Register）是一个32位寄存器，其中的第7位（I-bit）用于控制中断的屏蔽。

当I位为1时，中断被屏蔽，当I位为0时，中断不被屏蔽。

通过修改CPSR寄存器的I位，可以实现对中断的屏蔽和开启。

中断屏蔽可以通过以下方式进行设置：（1）通过修改CPSR寄存器的I位：在特权级别下，可以直接修改CPSR寄存器的I位，来控制中断的屏蔽。

（2）通过使用屏蔽和解屏函数：ARM提供了两个专门的汇编指令用于修改CPSR寄存器的I位，分别是CPSID和CPSIE。

CPSID指令用于屏蔽中断，CPSIE指令用于解除中断的屏蔽。

2.INTCON寄存器屏蔽中断ARM7内核还提供了INTCON寄存器（Interrupt Control Register）用于屏蔽和控制外部中断的响应。

INTCON寄存器是一个32位的寄存器，每个位对应一个外部中断的屏蔽位。

当一些屏蔽位为1时，对应的中断将被屏蔽，当屏蔽位为0时，对应的中断不被屏蔽。

通过修改INTCON寄存器的屏蔽位，可以实现对外部中断的屏蔽和开启。

中断屏蔽可以通过以下方式进行设置：（1）直接修改INTCON寄存器的屏蔽位：在特权级别下，可以通过直接写入INTCON寄存器来修改外部中断的屏蔽位。

（2）使用特殊函数来修改INTCON寄存器的屏蔽位：ARM提供了特殊的函数用于修改INTCON寄存器的屏蔽位。

需要注意的是，中断屏蔽方法只能屏蔽外部中断，对于内部中断（如软中断、异常中断）无法进行屏蔽。

同时，ARM7内核的中断屏蔽方法也存在优先级的问题，当多个中断同时发生时，只会响应优先级最高的中断请求。

ARM中断程序的原理和实现中断是计算机系统中的一种强制性事件，它能够暂停正在执行的程序，并立即转移到一个特殊的处理程序上去执行。

ARM架构的处理器也支持中断机制，为了正确处理中断，ARM定义了一套中断处理的规范和流程。

本文将介绍ARM中断的原理和实现。

一、ARM中断的原理1. 中断请求（Interrupt Request, IRQ）：外部设备或其它条件触发的一种中断请求信号，用于向处理器报告需要进行中断处理的事件。

2. 中断服务例程（Interrupt Service Routine，ISR）：是一段特殊的程序代码，用于处理中断事件。

当中断被触发后，处理器会跳转到对应的中断服务例程中执行，完成相应的中断处理逻辑。

3. 中断控制器（Interrupt Controller）：负责接收处理器的中断请求，并将其派发给对应的中断服务例程。

1.外设或其它条件触发中断请求，发送中断信号给中断控制器。

2.中断控制器接收到中断请求后，对中断请求进行优先级判断，确定哪个中断请求最先被处理。

3.中断控制器将中断请求发送给处理器，并将处理器的执行流转移到中断服务例程上。

4.处理器执行中断服务例程，处理相应的中断事件。

5.中断服务例程执行完毕后，处理器返回到中断发生前的状态，继续执行原程序。

二、ARM中断的实现1.配置中断控制器ARM架构提供了多种中断控制器，如VIC（Vectored Interrupt Controller）和GIC（Generic Interrupt Controller）等。

具体的中断控制器的选择和配置方式根据具体的处理器和系统架构而定。

配置中断控制器的基本步骤如下：（1）开启中断：通过设置相关的寄存器，使能中断功能。

（2）配置中断优先级：对不同中断请求进行优先级的设置，确保高优先级的中断能够被及时处理。

（3）分配中断服务例程：将不同的中断请求与相应的中断服务例程关联起来，当中断请求触发时，中断服务例程能够被正确执行。

ARM系统中断产生流程中断源按照硬件位置分为外部中断源和内部中断源，外部中断源和内部中断源又包含子外部中断源和子内部中断源，如上图所示（画了一整天）。

1. 子内部中断源的产生以UAR T0接收数据产生INT_RXD0中断为例，INT_RXD0产生后进入SUBSRCPND子中断源暂存寄存器，设置INT_RXD0对应的中断位，中断信号经过INTSUBMSK子中断屏蔽寄存器，如果INT_RXD0信号对应位没有被置位（屏蔽掉），中断信号继续向前传递，经过子内部中断源聚合器，将INT_RXD0聚合成对应的中断源信号INT_UAR T0，设置SRCPND中断源暂存寄存器里INT_UAR T0位，经过INTMSK中断屏蔽寄存器，如果INT_UAR T0信号没有被屏蔽掉，中断信号进入INTMOD中断模式寄存器判断是否为快速中断，如果被编程为快速中断，直接打断ARM内核，进入中断处理，如果中断信号为一般中断，进入中断优先级仲裁器进入优先级仲裁，如果INT_UAR T0信号为最高优先级或只有INT_UAR T0中断信号产生，则该中断信号被记录到INTPND最高优先级中断暂存寄存器，同时设置INTOFFSET的值为中断号28，最终将中断信号打断ARM内核进行中断处理。

如果同时产生多个中断且INT_UAR T0不是最高优先级，则该中断信号不会被处理，等最高优先级信号处理完后，再次进行优先级仲裁，也就是说中断信号不消失，一直保存在SRCPND里，只到被处理为止。

2. 内部中断源的产生该过程在子内部中断处理过程中已经包含，中断信号产生后直接进入SRCPND里，然后经历上述子内部中断后期处理过程。

3. 子外部中断的产生外部中断源共有24个，其中EINT0~EINT3为外部中断源，EINT4_7，EINT8_23为复合中断源，他们包含有子外部中断源。

由于外部硬件直接挂接到I/O Ports（详见S3C2440A硬件手册第9章）上的，我们要想让外设硬件中断得到处理，要先从EINT0~EINT23里选择中断信号，我们以EINT11为例，介绍子外部中断处理过程。

ARM体系架构解析
ARM体系架构是由英国ARM公司推出的常见的32位RISC处理器架构，其在移动设备、嵌入式系统和服务器市场上有广泛应用。

其发展历史源远
流长，经过数十年的发展，其功能也在不断扩展，ARM体系架构已经成为
一种标准处理器架构。

ARM体系架构主要由四大部分组成，分别是内核、外设、中断和指令集。

其中，内核是ARM体系架构的核心，负责处理计算机的所有功能，包
括控制、数据存储和算法处理等。

外设又称外围设备，是处理器与外部世
界的桥梁，可以操控外部设备，比如键盘、显示器、磁盘和网络等。

中断
则是处理器如何处理外部设备发出的信号，其中有多重中断，监听外部设
备的信号，基于不同的中断模式，让处理器运行起来。

指令集是ARM体系
架构的核心，指令集是一组程序指令，它们描述了处理器如何处理和操作
数据，ARM有自己的专有指令集，被广泛应用到移动设备和嵌入式系统中。

ARM体系架构的另一个重要组成部分就是嵌入式软件，由于ARM的低
功耗、低成本和安全性，使得ARM广泛应用于很多嵌入式系统，而这些嵌
入式系统也需要嵌入式软件的支持，嵌入式软件具有低功耗、低功耗和嵌
入式系统的高稳定性等优点，此外。

ARMv8 中断处理流程一、中断请求中断请求是由硬件或软件发起的异常信号，用于打断正在执行的指令序列，将控制权转移到中断处理程序。

在ARMv8 架构中，中断请求由中断控制器（如GIC）产生，并通过中断信号线传递给处理器核。

二、中断响应当处理器核接收到中断请求时，它会根据优先级和其他因素决定是否响应中断。

如果处理器核决定响应中断，它将执行一系列指令来保存当前执行环境的状态，并跳转到中断处理程序的入口点。

在ARMv8 架构中，中断处理程序的入口点由中断向量表（IVT）或异常向量表（EVT）指定。

三、保存上下文在中断响应过程中，处理器核需要保存当前执行环境的状态，以便在中断处理程序执行完毕后能够恢复原来的执行环境。

在ARMv8 架构中，上下文保存的操作包括：1. 保存寄存器状态寄存器（xPSR）的值；2. 保存当前指令指针（PC）的值；3. 保存堆栈指针（SP）和链接寄存器（LR）的值；4. 如果当前执行环境是异常或中断处理程序，则保存相应的程序计数器（PC）和链接寄存器（LR）的值。

四、执行异常处理程序中断处理程序的入口点通常是指向异常向量表（EVT）或中断向量表（IVT）的一个跳转指令。

当处理器核跳转到这个地址时，它会执行该地址处的指令，即异常处理程序的入口点。

在执行异常处理程序时，处理器核会根据具体的异常类型和上下文信息执行相应的操作，如执行设备驱动程序或系统调用等。

五、恢复上下文在异常处理程序执行完毕后，处理器核需要恢复原来的执行环境。

在ARMv8 架构中，上下文恢复的操作包括：1. 恢复寄存器状态寄存器（xPSR）的值；2. 恢复当前指令指针（PC）的值；3. 恢复堆栈指针（SP）和链接寄存器（LR）的值；4. 如果当前执行环境是异常或中断处理程序，则恢复相应的程序计数器（PC）和链接寄存器（LR）的值。

六、中断返回在恢复上下文后，处理器核会执行一条返回指令，将控制权从异常处理程序返回给原来的执行环境。

ARM之Cortex-M内核中断异常系统详解问题最近在使用STM32F3芯片的时候，遇到这样一个问题：如果外部中断来的频率足够快，上一个中断没有处理完成，新来的中断如何处理？在调试时，发现有中断有挂起、激活、失能等状态，考虑这些状态都是干啥用的呢！他们是Cortex-M核所共有的，因此这里不针对与具体用的STM32 MCU，直接上升到 Cortex-M内核来了解一下！简介 中断（也称为“异常”）是微控制器一个很常见的特性。

中断一般是由硬件（例如外设、外部引脚）产生，当中断产生以后 CPU 就会中断当前的程序执行流程转而去处理中断服务中指定的操作。

所有的Cortex-M 内核都会系统一个用于中断处理的组件：NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller，嵌套向量中断控制器）。

它处理处理中断，还处理其他需要服务的事件（例如 SVC 指令），通常称为“异常”。

​按照 ARM 的说法，中断也是一种异常。

Cortex-M3和 Cotex-M4 的 NVIC 最多支持 240 个 IRQ(中断请求)、1 个不可屏蔽中断(NMI)、1个 Systick(滴答定时器)定时器中断和多个系统异常。

而 Cortex-M0 最多支持32个IRQ、1 个不可屏蔽中断(NMI)、1 个 Systick(滴答定时器)定时器中断和多个系统异常。

IRQ：多数由定时器、IO端口、通信接口等外设产生NMI：通常由看门狗定时器或者掉电检测器等外设产生其他：主要来自系统内核注意，本文所说的 Cortex-M 主要指定是 Cotex-M3和 Cotex-M4。

Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M1 基于 ARMv6-M。

与Cotex-M3和 Cotex-M4相比，他们的指令集较小。

而且，Cortex-M1 是专门为FPGA应用设计的，没有独立MCU。

异常类型 Cortex-M 处理器的异常中，编号 1~15 的为系统异常，16及以上的则为中断输入。

单片机中断系统详细教程单片机中断系统是一种用来处理外部事件的机制，它可以在程序执行过程中，根据外部事件的发生而立即打断程序的执行，转去执行相应的中断服务程序，处理完毕后再回到原来的程序代码继续执行。

在微控制器中，中断系统广泛应用于各种外部事件的处理，包括定时器中断、外部中断、串口中断等。

本文将详细介绍单片机中断系统的原理和使用方法。

一、中断系统的基本原理在单片机中，中断系统由中断源、中断向量和中断服务程序三部分组成。

中断源是指引发中断的外部事件，例如定时器计数溢出、外部输入电平变化等。

中断向量是一个特殊的地址，用于存储中断服务程序的入口地址。

中断服务程序是一段用于处理中断事件的程序代码，它会在中断发生时被自动调用执行。

当单片机在运行程序的过程中发生中断事件时，会首先保存当前的程序状态，包括程序计数器、寄存器等，然后跳转至中断向量中存储的中断服务程序的入口地址开始执行。

中断服务程序执行完毕后，会恢复之前保存的程序状态，返回到原来的程序代码继续执行。

这样的机制可以有效地处理外部事件，提高系统的响应速度和处理效率。

二、中断系统的使用方法使用中断系统需要具备以下步骤：1.初始化中断系统：根据需要选择中断源，并设置中断控制寄存器的相应位，使能或禁止中断。

2.编写中断服务程序：根据中断源的不同，编写相应的中断服务程序。

例如，对于定时器中断，可以在中断服务程序中进行定时事件的处理。

3.设置中断向量表：中断向量是一个特殊的表格，存储着中断服务程序的入口地址。

需要将中断服务程序的入口地址写入中断向量表的相应位置。

4.在主程序中启用中断：在主程序中，需要将中断使能位设置为1，从而使得中断能够被触发并执行中断服务程序。

5.在主程序中处理中断事件：根据需要，在主程序中处理中断事件。

可以通过判断特定的中断标志位来确定中断源，然后执行相应的处理逻辑。

三、中断系统注意事项在使用中断系统时，需要注意以下几点：1.中断服务程序需要尽量简短，避免过多的延时或占用过多的系统资源，否则会影响主程序的执行效率。