ARM系统中断产生流程.docx
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ARM系统中断产生流程
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UART0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_UART0，设置SRCPND中断源暂存寄存器里INT_UART0位，经过INTMSK中断屏蔽寄存器，如果INT_UART0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_UART0信号为最高优先级或只有INT_UART0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_UART0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/OPorts（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。
通常CPU内部引出引脚都是复用的，也就是说一根CPU引脚可以有多种功能，可以设置其为输入信号线，输出信号线或中断信号线，要想让硬件产生中断，首先要对可以产生中断的引脚进行编程，设置该引脚为中断信号线。
EINT11中断信号对应CPU引脚为GPG3，通过设置GPGCON[7:
6]=0b10，可以设置该引脚为中断信号线。
表3-14GPGCON寄存器
设置了CPU管脚为中断信号线之后，还要通过设置EXTINT0寄存器来指定中断信号的触发方式：
高电平触发，低电平触发，电平上升沿，下除沿，双沿触发。
图3-9电平信号触发示意图
由于按键按下时让它产生中断，也就是从高电平变为低电平时产生（上节按键中断原理），因此我们设置EINT11中断信号的触发方式为下降沿触发，EXTINT1[14:
12]=0b01x
表3-15EXTINT1寄存器
设置完触发方式之后，当外设中断信号线上的电平达到触发条件时，通过外部中断产生器产生中断信号，然后将子外部中断暂存寄存器EINTPND中对应的EINT11位置1，中断信号再进入EINTMSK子外部中断屏蔽寄存器，如果EINT11中断源信号没有被屏蔽，则EINT11中断信号进入子外部中断聚合器，复合成EINT8_23中断信号，然后再经历与前面子内部中断信号一样的处理机制。
（1）EINTPEND外部中断暂存寄存器
表3-16外部中断暂存寄存器（EINTPEND）
寄存器名
地址
是否读写
描述
复位默认值
EINTPEND
0x560000A8
R/W
外部中断信号暂存寄存器
0：
没有中断请求信号
1：
中断请求信号产生
0x0000000
EINTPEND
位
描述
初始值
EINT23
[23]
0=未产生中断1=产生中断
0
…
…
…
…
EINT4
[4]
0=未产生中断1=产生中断
0
保留位
[3:
0]
无
0000
（2）EINTMASK外部中断屏蔽寄存器
表3-17外部中断屏蔽寄存器（EINTMASK）
寄存器名
地址
是否读写
描述
复位默认值
EINTMASK
0x560000A4
R/W
外部中断信号屏蔽寄存器
0：
未屏蔽，中断可用
1：
屏蔽中断信号
0x000FFFFF
EINTMASK
位
描述
初始值
EINT23
[23]
0=未屏蔽1=屏蔽中断
1
…
…
…
…
EINT4
[4]
0=未屏蔽1=屏蔽中断
1
保留位
[3:
0]
无
1111
4.外部中断源的产生
外部中断产生过程读者可以根据上面中断图自行分析。
按键控制LED灯实验
本实验分三个版本，分别针对三种开发板：
友善之臂QQ2440，友善之臂MINI2440，天嵌TQ2440。
每种开发板对应工程在：
“sys_irq_开发板名”目录下。
下面实验内容为针对MINI2440开发板。
head.s：
主要实现安装异常向量表，处理复位异常，初始化必要硬件，中断入口处理等功能。
;**********************************************************************
;系统中断实验（MINI2440）
;**********************************************************************
GPBCONEQU0x56000010
GPBDATEQU0x56000014
EXPORTSYS_IRQ
AREASYS_IRQ,CODE,READONLY
ENTRY
;**********************************************************************
;设置中断向量,除Reset和HandleIRQ外，其它异常都没有使用（如果不幸发生了，
;将导致死机）
;**********************************************************************
;0x00:
复位Reset异常
bReset
;0x04:
未定义异常（未处理）
HandleUndef
bHandleUndef
;0x08:
软件中断异常（未处理）
HandleSWI
bHandleSWI
;0x0c:
指令预取异常（未处理）
HandlePrefetchAbt
bHandlePrefetchAbt
;0x10:
数据访问中止异常（未处理）
HandleDataAbt
bHandleDataAbt
;0x14:
未使用异常（未处理）
HandleNotUsed
bHandleNotUsed
;0x18:
一般中断异常，跳往HandleIRQ
bHandleIRQ
;0x1c:
快速中断异常（未处理）
HandleFIQ
bHandleFIQ
Reset;复位异常处理入口
;关闭看门狗
ldrr0,=0x53000000
movr1,#0
strr1,[r0]
blinitmem
ldrsp,=0x32000000;设置管理模式栈指针
IMPORTuart_init
bluart_init;UART串口初始化
IMPORTirq_init
blirq_init;系统中断初始化
IMPORTkey_init
blkey_init;按键初始化
IMPORTled_init
blled_init;LED灯初始化
msrcpsr_cxsf,#0xd2;切换到中断模式下
ldrsp,=0x31000000;设置中断模式栈指针
msrcpsr_cxsf,#0x13;返回管理模式
ldrlr,=halt_loop;设置管理模式下返回地址
IMPORTmain
ldrpc,=main;跳入主函数main里执行
;***********************************************************************
;中断处理
;***********************************************************************
HandleIRQ
sublr,lr,#4;修正返回地址
stmdbsp!
{r0-r12,lr};保存程序执行现场
ldrlr,=int_return;设置中断处理程序返回地址
IMPORThandle_irq
ldrpc,=handle_irq;跳入中断处理程序
int_return;中断处理返回标签
ldmiasp!
{r0-r12,pc}^恢复程序执行现场，返回继续执行
halt_loop
bhalt_loop
initmem
ldrr0,=0x48000000
ldrr1,=0x48000034
;ldrr2,=memdata
adrr2,memdata
initmemloop
ldrr3,[r2],#4
strr3,[r0],#4
teqr0,r1
bneinitmemloop
movpc,lr
memdata
DCD0x22000000;BWSCON
DCD0x00000700;BANKCON0
DCD0x00000700;BANKCON1
DCD0x00000700;BANKCON2
DCD0x00000700;BANKCON3
DCD0x00000700;BANKCON4
DCD0x00000700;BANKCON5
DCD0x00018005;BANKCON6
DCD0x00018005;BANKCON7
DCD0x008e07a3;REFRESH
DCD0x000000b1;BANKSIZE
DCD0x00000030;MRSRB6
DCD0x00000030;MRSRB7
END;代码结束
该程序主要设置异常向量表，除了Reset异常和中断处理被处理以外，其它异常都未被处理，如果发生时，会产生死循环，Reset异常里主要实现了硬件的基本初始化，如：
按键，LED灯等，设置栈指针，用于执行C程序，最后跳入C程序的main函数。
在中断处理异常处理中首先修正返回地址，保存用户执行现场，跳入到中断处理例程中执行。
sys_init.c：
硬件初始化文件，里面包含LED，KEY的初始化函数。
#include"register.h"
#include"comm_fun.h"
#defineTXD0READY（1<<2）//发送数据状态OK
#defineRXD0READY
（1）//接收数据状态OK
/*UART串口初始化*/
voiduart_init（）
{
GPHCON|=0xa0;//GPH2,GPH3usedasTXD0,RXD0
GPHUP=0x0;//GPH2,GPH3内部上拉
ULCON0=0x03;//8N1
UCON0=0x05;//查询方式为轮询或中断;时钟选择为PCLK
UFCON0=0x00;//不使用FIFO
UMCON0=0x00;//不使用流控
UBRDIV0=12;//波特率为57600,PCLK=12Mhz
}
/*UART串口单个字符打印函数*/
externvoidputc（unsignedcharc）
{
while（!
（UTRSTAT0&TXD0READY））;
UTXH0=c;
}
/*UART串口接受单个字符函数*/
externunsignedchargetc（void）
{
while（!
（UTRSTAT0&RXD0READY））;
returnURXH0;
}
/*UART串口字符串打印函数*/
externintprintk（constchar*str）
{
inti=0;
while（str[i]）{
utc（（unsignedchar）str[i++]）;
}
returni;
}
/*按键初始化*/
intkey_init（）
{
//设置K1,K2,K3,K4,K5,K6对应控制寄存器为中断模式
GPGCON=（2<<0）|（2<<6）|（2<<10）|（2<<12）|（2<<14）|（2<<22）;
/*
01xfallingedgetriggered下降沿触发
10xRisingedgetriggered上升沿触发
11xBothedgetriggered双沿触发
*/
//设置K1，K2，K3，K4，K5按键中断触发方式为上升沿触发
EXTINT1=（3<<0）|（3<<12）|（3<<20）|（3<<24）|（3<<28）;
EXTINT2=（3<<12）;//设置K6按键中断触发方式为上升沿触
printk（"按键初始化OK/r/n"）;
return0;
}
/*Led1~Led4初始化*/
#defineLED1（1<<5）//LED1GPBDAT[5]
#defineLED2（1<<6）//LED2GPBDAT[6]
#defineLED3（1<<7）//LED3GPBDAT[7]
#defineLED4（1<<8）//LED4GPBDAT[8]
/*点亮对应num号led灯*/
externintled_on（intnum）
{
switch（num）
{
case1:
GPBDAT=GPBDAT&~LED1;break;
case2:
GPBDAT=GPBDAT&~LED2;break;
case3:
GPBDAT=GPBDAT&~LED3;break;
case4:
GPBDAT=GPBDAT&~LED4;break;
default:
return0;
}
returnnum;
}
/*关闭num号led灯*/
externintled_off（intnum）
{
switch（num）
{
case1:
GPBDAT=GPBDAT|LED1;break;
case2:
GPBDAT=GPBDAT|LED2;break;
case3:
GPBDAT=GPBDAT|LED3;break;
case4:
GPBDAT=GPBDAT|LED4;break;
default:
return0;
}
returnnum;
}
/*关闭全部led灯*/
externintall_led_off（void）
{
GPBDAT=GPBDAT|LED1|LED2|LED3|LED4;
return0;
}
/*led灯初始化*/
intled_init（void）
{
GPBCON=0x15400;//设置GPB7为输出口
all_led_off（）;
printk（"led初始化OK/r/n"）;
return0;
}
/*中断初始化*/
voidirq_init（void）
{
//打开KEY1~KEY6的屏蔽位
INTMSK&=~（1<<5）;
EINTMASK&=~（（1<<8）|（1<<11）|（1<<13）|（1<<14）|（1<<15）|（1<<19））;
printk（"中断初始化OK/r/n"）;
}
该文件是相关硬件初始化程序，主要包含了看门狗驱动，按键驱动，系统中断驱动，LED驱动。
handle_irq.c:
中断处理函数，查出中断源，中断处理，清除中断源。
#include"register.h"
#include"comm_fun.h"
#defineEINT_Key_REQUEST5//Key中断源中断号（6个按键全部使用外部子中断）
#defineK1_EINT_BIT（1<<8）//K1外部子中断位
#defineK2_EINT_BIT（1<<11）//K2外部子中断位
#defineK3_EINT_BIT（1<<13）//K3外部子中断位
#defineK4_EINT_BIT（1<<14）//K4外部子中断位
#defineK5_EINT_BIT（1<<15）//K5外部子中断位
#defineK6_EINT_BIT（1<<19）//K6外部子中断位
/*系统中断处理函数*/
voidhandle_irq（）
{
unsignedlongirqOffSet=INTOFFSET;//取得中断号
all_led_off（）;//关闭全部Led灯
if（EINT_Key_REQUEST==irqOffSet）{//Key中断产生（6个按键使用一个总中断号）
if（K1_EINT_BIT&EINTPEND）{
led_on
（1）;//点亮Led1
printk（"Key1pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K1_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}elseif（K2_EINT_BIT&EINTPEND）{
led_on
（2）;//点亮Led2
printk（"Key2pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K2_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}elseif（K3_EINT_BIT&EINTPEND）{
led_on（3）;//点亮Led3
printk（"Key3pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K3_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}elseif（K4_EINT_BIT&EINTPEND）{
led_on（4）;//点亮Led4
printk（"Key4pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K4_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}elseif（K5_EINT_BIT&EINTPEND）{
all_led_off
（1）;//熄灭全部Led
printk（"Key5pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K5_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}elseif（K6_EINT_BIT&EINTPEND）{
all_led_on（）;//点亮全部Led
printk（"Key6pressed/r/n"）;
EINTPEND&=K6_EINT_BIT;//清除外部子中断源
}
}
SRCPND&=（1<INTPND=INTPND;//清除中断结果
}
main.c:
包含主函数和延时函数，主要实现字符串的循环打印。
#include"register.h"
#include"comm_fun.h"
/*延时*/
voiddelay（intmsec）
{
inti,j;
for（i=1000;i>0;i--）
for（j=msec*10;j>0;j--）
/*donothing*/;
}
/*主函数*/
intmain（）
{
while
（1）
{
printk（"main函数在运行.../r/n"）;
delay（5）;//delay
}
return0;
}
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