【原创】ARM Cortex-M4和Cortex-M0+中断优先级及嵌套抢占问题

2020-02-11 09:09发布

本帖最后由 FSL_FAE_JiCheng 于 2016-3-27 13:23 编辑

        坐在上海回北京的高铁上,漫长的旅途着实让人感到无聊(没买到直达的高铁,只能慢悠悠的走一站停一站,晕,都高铁时代了,竟然还这样,想起了大学放假回家站十几个小时绿皮车的时光啊,哈哈),遂有点“写心萌动”,不由感叹——“春”天真是来了,春为啥加引号捏,我相信大家都懂的,哈哈。这样也好,俺又可以慢悠悠的写作抒情了,走着。。。
        其实都搞了这么长时间的ARM开发,关于其至关重要的中断优先级问题我早就想跟大家伙分享分享了,可惜一方面想真正的讲清楚这个问题估计又得大费周章和墨水,另一方面自己越来越忙进一步导致写文章倒是越来越懒了,呵呵。所以趁着坐高铁无聊赶紧撸胳膊抹袖子整吧,不然把这么重要的内容放在自己脑子里封存落灰实在是颇为浪费呀,哈哈。那就不多扯淡了,再多扯火车到站了就尴尬了,咳咳。。。
        对于中断优先级配置的需求实际上主要体现在系统存在多个可能的中断源情况下,这时为了保证代码的可靠执行,我们不得不考虑很现实的两个问题,一个是如果两个以上中断同时发生,pending请求到CPU,CPU决策该先进哪一个相应的中断服务Routine,第二个问题是CPU当前已经在响应某个中断服务,此时来了另一个中断请求,是否允许其打断当前中断服务转而响应新的中断请求即我们常说的中断嵌套问题,不要告诉我没考虑过哈(如果真是这样,我只能不客气的说,这样搞单片机是不负责任的,很可能给项目带来潜在的风险bug),那样的话俺也白写了,呵呵。那正题来了,对现在红红火火的ARM Cortex-M4和M0+两个核来说,他们是如何解决这两个问题的呢,因为这两个核在中断优先级管理上略有些区别(虽然都是NVIC和SCB两个寄存器来管理),所以下面我分开来说,另外由于中断优先级管理属于内核问题,所以这方面的信息你不会在各大半导体厂家的官方手册中找到,我们只能追根溯源直接到内核的老家ARM官网去找,建议大家有兴趣的到ARM官网把M4和M0+的内核手册下载下来简单瞅瞅,可能会有意想不到的收获哦,呵呵:
ARM Cortex-M0+中断优先级和嵌套
        无论是M0+或者是M4内核,实际上他们两个的中断优先级都是由NVIC和SCB两个寄存器来管理的,在这里我默认大家都知道ARM的中断源分为内核中断和IRQ中断了哈(我怕再细讲下去又没完了,呵呵),而对IRQ的中断管理是由NVIC来主导的,内核的中断管理则是由SCB来主导的,我们先讲IRQ中断的优先级问题(关于中断使能和禁能不在本篇讨论范围内),打开M0+的内核手册找到NVIC_IPR寄存器(Interrupt Priority Registers)如下图所示:
Capture6.PNG (25.15 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2016-3-26 22:20 上传
        呼。。。终于搞完了,总算把这个问题给写出来了,我脑袋里可以腾出点地方给其他问题了,哈哈。另外实际上我上面写了这么多理论的东西,但是ARM早已在CMSIS库里的头文件中把这部分函数API给出来了(core_cm4.h和core_cm0plus.h),而我之所以不闲麻烦的还是把这个写出来,还是我这个知其然也要知其所以然的思想在作怪了。不过最后,我还是给出M0+和M4的中断优先级配置的两个配置供广大博友参考吧,然后其他就不多聊了,未完待续:
M0+

NVIC_SetPriority(PORTA_IRQn, 1);

NVIC_SetPriority(PORTB_IRQn, 2);

M4+

NVIC_SetPriorityGrouping(0x03);

NVIC_SetPriority(PORTA_IRQn, NVIC_EncodePriority(0x03,1, 2));

NVIC_SetPriority(PORTB_IRQn, NVIC_EncodePriority(0x03, 2, 2));
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5条回答
zhcj66
1楼-- · 2020-02-11 09:46
mark拿板凳过来看看,这方面做程序必须考虑的
正好五个字
2楼-- · 2020-02-11 14:34
Mark,先收好~留用
huangqi412
3楼-- · 2020-02-11 20:20
说太长了 就几句话 就是中断属于arm内核提供标准 但是具体取舍实现由厂家决定 分成内核中断和外设中断 每个可设置抢先优先级和响应优先级 可设置分配模式决定分成多少抢先和响应级别 具体安排请查阅具体芯片手册或固件库 over.  附: 开始被那个group翻译叫什么组比较坑人 组在汉语里是多个并存的 应该叫模式或配置 模式和配置是任何时候只能选其一  他妈的狗屁的照字翻译
huangqi412
4楼-- · 2020-02-12 00:34
 精彩回答 2  元偷偷看……
FSL_FAE_JiCheng
5楼-- · 2020-02-12 05:16
本帖最后由 FSL_FAE_JiCheng 于 2016-3-27 13:21 编辑
huangqi412 发表于 2016-3-27 11:59
说太长了 就几句话 就是中断属于arm内核提供标准 但是具体取舍实现由厂家决定 分成内核中断和外设中断 每 ...


第一,注意你的措辞,交流技术可以,组优先级的释义来自于《Cortex-M3权威指南》译注如下图,虽然的确是翻译成抢占优先级更容易理解,这点上我会在原文中修改成抢占优先级;第二,我在文中提到上述手册图片均来自于ARM官方手册,跟任何一家半导体厂家都没有关系,至于你说的ST的中断优先级每个中断由一个32位寄存器来管理,等你有电脑了查好了再来评论;第三,我的本意是技术分享和探讨,如果如你所说简单几句话概况然后具体查手册和所谓的固件库,那叫什么分享?

Capture.PNG (53.87 KB, 下载次数: 0)

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2016-3-27 13:14 上传

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