中断基础知识详解

一般来说，中断表明一个特别的事件（如定时器完成计数）的开始或结束。一个DSP系统需要和多个事件打交道，这些事件可能是内部的也可能是外部的，而且这些事件发生的时间是不确定的，也就是这些时间可能是异步的。异步事件的发生具有时间上的不确定性。一旦异步事件发生，就要求DSP能够随之做出相应的反应和处理。中断就可以提供这样的一种机制，一旦异步事件发生，DSP立即暂停CPU当前的处理任务，按预先的安排对该事件进行处理，处理完毕后，CPU再继续原来的任务。

中断源可以是时钟、A/D转换单元或其他外围设备。中断可由外部设备（如A/D）向DSP产生，也可以由DSP自己产生（如定时器中断）。由硬件或软件驱动的中断信号可使DSP中止当前程序并执行另一个程序，该程序一般称为中断服务程序。和其他CPU一样，TMS320C6x系列DSP的中断处理过程也可以分为：保存中断现场、执行中断程序和恢复中断现场3个步骤，如图2-26所示。

图2-26　TMS320C6x系列DSP的中断处理过程

1.中断类型和中断优先级

TMS320C6000中断共有3种类型15个，分别是复位中断（RESET）、非屏蔽中断（NMI）和可屏蔽中断（INT4～INT15）。这些中断的优先级别见表2-20。

表2-20　中断优先级

（1）复位中断（RESET）

复位中断具有最高的优先级，具有如下特点：

·低电平有效。

·产生复位中断，低电平必须保持10个时钟周期。

·复位中断取消所有的指令执行，并使TMS320C6000的所有寄存器恢复默认设置。

·复位中断服务程序的指令包的存放起始地址必须是0。

·复位中断不受跳转指令影响。

复位中断后，CPU恢复到一个确定的状态下，程序从地址0处开始执行。复位后，CPU的各寄存器状态如下：

·AMR、ISR、ICR、IFR和ISTP=0h。

·IER=1h。

·IRP和NRP不确定。

·CSR的15位～0位=100h表示小端模式/000h表示大端模式。

（2）非屏蔽中断（NMI）

NMI的优先级仅仅低于复位中断，高于其他中断（INT4～INT5）。NMI一般用于TMS320C6000硬件的严重报警。

中断使能寄存器（IER）的NMIE位用于控制NMI。当NMIE=1时，使能NMI；当NMIE=0时，禁止NMI。

通过指令，NMIE只能被设置为1，而不能被设置为0，这也就是NMI称为非屏蔽中断的原因。

NMIE在TMS320C6000复位时和NMI产生后自动被清零，如果NMIE=0，除复位中断外，其他所有中断都被禁止。

（3）可屏蔽中断（INT4～INT15）

TMS320C6x系列DSP具有12个可屏蔽中断，可以用于外围芯片、片上外设等，这些中断的优先级比复位中断和NMI低。

当某一可屏蔽中断发生时，要满足以下条件，DSP才会响应该中断。

1）中断控制寄存器（CSR）中的全局中断使能位GIE=1。

2）中断使能寄存器（IER）的NMIE=1。

3）IER中相应中断的使能位IEm=1。(www.xing528.com)

4）中断标志寄存器（IFR）没有更高级别中断的标志位为1。

2.中断服务表（IST）

TMS320C6x系列DSP的中断服务表是一个512B的内存块，由16个连续的中断服务取指包（ISFP）组成，每个ISFP占32B，包含有8条指令。

（1）中断服务取指包（ISFP）

每个ISFP最多存放8条中断服务指令，如果中断服务程序超过8条，那么就需要一个转移指令，跳转到该中断服务程序的其他部分。图2-27和图2-28分别给出了以上种情况的详细描述。

图2-27　中断服务表描述（中断服务程序没有超过8条）

图2-28　中断服务表描述（中断服务程序超过8条）

（2）中断服务表指针（ISTP）寄存器

ISTP（Interrupt Service TablePointer）用于定位中断服务程序入口。ISTP中的ISTB字段用以确定IST的基地址；HPEINT字段用以指示当前挂起的且被IER使能的最高优先级中断序号。ISTP的格式如图2-29所示，ISTP各字段的含义见表2-21。

图2-29　ISTP的格式

表2-21 ISTP各字段描述

可以将IST搬移到任意256B边界对齐的存储器单元，IST的基地址由ISTB给定，但复位中断的中断处理指令包必须存放在地址0处，这是因为RESET中断使ISTB字段置0。举例说明ISTB与IST之间的关系。

例如，中断服务表（IST）的重定位。

（1）重定位IST到800h

·复制位于存储0h～200h的IST到存储器800h～A00h。

·写800h到ISTP寄存器。

（2）ISTP引导CPU定位到相应的ISFP

例如，

IFR中的1表示挂起的中断，IER中的1表示被使能的中断，IFR和IER表明当前有2个中断需要处理，分别是INT9和INT12，INT9的优先级高于INT12，所以，段位01001b，HPEINT在ISTP的bit9～bit5，所以，ISTP=1001 0010 0000b=920h=INT9的地址。

3.中断应答信号（IACK和INUM）

IACK和INUM是TMS320C6x系列DSP的硬件信号，其中，IACK信号用于指示TMS320C6x开始中断处理过程，INUM信号（INUM0～INUM3）用于指示开始哪一个中断处理过程。例如，

上述代码指示了INT7正在被处理。