第3章 TMS320C54xTM_DSP中断系统.ppt

第3章 tms320c54xtm dsp中断系统,3.1 c54x中断系统概述 3.2 中断分类 3.3 中断标志寄存器(ifr)和中断屏蔽寄存器(imr) 3.4 中断响应过程 3.5 重新映射中断向量地址 3.6 中断和中断向量表 3.7 复位中断( ) 习 题,3.1 c54x中断系统概述,所谓中断是指这样一个过程：cpu正处理某件事情(执行程序)时，外部发生了某一事件并向cpu发信号请求去处理，cpu暂时中断当前工作，转去处理这一事件(进入中断服务程序)，处理完再回来继续原来的工作。实现这种功能的部件称为中断系统，产生中断的请求源称为中断源。,c54x dsp支持软件中断和硬件中断。软件中断由程序指令(intr、trap、reset指令)引起。硬件中断包括外部硬件中断和内部硬件中断，分别由外部中断信号和片内外设中断信号引起。外部硬件中断如 ，内部硬件中断包括定时器、串行口、主机接口引起的中断。软件中断不分优先级，当同时有多个硬件中断时，硬件中断有优先级，c54x dsp按照中断优先级别的高低(1表示优先级最高)对它们进行服务。,3.2 中 断 分 类,c54x dsp的中断可以分成如下两大类： 第一类是可屏蔽中断。这些都是可以用软件来屏蔽或用软件来使能的硬件和软件中断源。c54x dsp最多可以支持16个用户可屏蔽中断。 第二类是不可屏蔽中断。这些中断是不能够屏蔽的。c54x dsp总是响应这一类中断。c54x dsp的非屏蔽中断包括所有的软件中断 与 和两个外部硬件中断，这两个中断可通过硬件控制也可通过软件控制。复位中断 对c54x dsp所有操作方式产生影响，而 中断不会对c54x dsp的任何操作模式产生影响。但 中断被声明时，禁止所有其他中断。,3.3 中断标志寄存器(ifr) 和中断屏蔽寄存器(imr),中断标志寄存器和中断屏蔽寄存器都是存储器映射的cpu寄存器。ifr对各硬件中断进行标志，当一个中断触发时，ifr中的相应的中断标志位置1，直到cpu识别该中断为止。imr对各硬件中断进行屏蔽或使能，某位为0表示此中断被屏蔽(禁止)，某位为1表示此中断使能(以状态寄存器intm位为0为前提条件)。,图3.1所示为部分常用c54x dsp的ifr。对ifr来说，某位为1表示dsp收到了一个相应的中断请求，用软件将ifr某位置1，等效于dsp收到了一个中断请求。通常在开始某中断前，都将ifr对应位中记录的过期中断标志清0。,图3.1 c54x dsp中断标志寄存器(ifr),图3.1 c54x dsp中断标志寄存器(ifr),图3.2所示为部分常用c54x dsp的imr， 和 都不包括在imr中，imr不能控制这两个中断。,图3.2 c54x dsp中断屏蔽寄存器(imr),图3.2 c54x dsp中断屏蔽寄存器(imr),3.4 中断响应过程,1接收中断请求 一个中断由硬件器件或软件指令请求。当产生一个中断请求时，ifr寄存器中相应的中断标志位被置位。不管中断是否被处理器应答，该标志位都会被置位。当相应的中断被响应后，该标志位自动被清除。 1) 硬件中断请求 外部硬件中断由外部中断口的信号发出请求，而内部硬件中断由片内外设的信号发出中断请求。,2) 软件中断请求 软件中断由如下程序指令发出中断请求： (1) intr 该指令允许执行任何一个中断服务程序。指令操作数(k)表示cpu分支转移到哪个中断向量地址。表3.13.6列出了用于指向每个中断向量位置的操作数k。当应答intr中断时，st1寄存器的中断模式位(intm)被设置为1以禁止可屏蔽中断。 (2) trap 该指令执行的功能与intr指令一致，但不用设置intm位。,(3) reset 该指令执行一个非屏蔽软件复位，可以在任何时候被使用并将c54x dsp置于已知状态。reset指令影响st0和st1寄存器，但是不会影响pmst寄存器。 当应答reset指令时，intm位被调协为1以禁止可屏蔽中断。iptr和外设寄存器的初始化与硬件复位的初始化是不同的。,2应答中断 硬件或软件中断发送了一个中断请求后，cpu必须决定是否应答该中断请求。软件中断和非屏蔽硬件中断会立刻被应答，可屏蔽中断仅仅在如下条件满足后才被应答。 1) 最高优先级 当超过一个硬件中断同时被请求时，c54x dsp按照中断优先级响应中断请求。表3.13.6列出了部分c54x dsp的硬件中断和优先级。,2) intm位清0 st1的中断模式位(intm)使能或禁止所有可屏蔽中断。 (1) 当intm=0，所有非屏蔽中断被使能。 (2) 当intm=1，所有非屏蔽中断被禁止。 当响应一个中断后，intm位被置1。如果程序使用rete指令退出中断服务程序(isr)后，从中断返回后intm重新使能。使用硬件复位( )或执行rsbx intm指令(禁止中断)会将intm位置1。通过执行bsbx intm指令(使能中断)，可以复位intm位。intm不会自动修改imr或ifr。,3) imr屏蔽位为1 每个可屏蔽中断在imr中有自己的屏蔽位。为了使能一个中断，可以将屏蔽位置1。 intr指令会强制pc到相应地址，并且获取软件向量。当cpu读取软件向量的第一个字时，它会产生 (中断应答信号)信号，而清除相应的中断标志位。 对于被使能的中断，当产生 (中断应答信号)信号时，在clkout的上升沿，地址位a6a2会指明中断号。如果中断向量驻留在片内存储器，并且用户想查看这些地址，c54x dsp必须在地址可见模式下工作(avis=1)，以便中断号被译码。如果当c54x dsp处于hold模式并且hm=0时，则会产生一个中断。当 信号有效时，地址不可见。,3执行中断服务程序 当应答中断后，cpu会采取如下的操作： (1) 保存程序计数器(pc)值(返回地址)到数据存储器的堆栈顶部。程序计数器扩展寄存器(xpc)不会压入堆栈的顶部，也就是说，它不会保存在堆栈中。因此，如果isr位于和中断向量表不同的页面，用户必须在分支转移到isr之前压入xpc到堆栈中。frete指令可以从isr返回。 (2) 将中断向量的地址加载到pc。,(3) 获取位于向量地址的指令(分支转移被延时，并且用户也存储了一个2字指令或两个1字指令，则cpu也会获取这两个字)。 (4) 执行分支转移，转到中断服务程序(isr)地址(如果分支转移被延时，则在分支转移之前会执行额外的指令)。 (5) 执行isr，直到一个返回指令中止isr。 (6) 将返回地址从堆栈中弹出到pc中。 (7) 继续执行主程序。,图3.3 中断操作流程图,根据中断请求源的两种不同类型，分别描述其中断操作流程： (1) 如果请求的是一个可屏蔽中断，则操作过程如下： 设置ifr的相应标志位。 测试应答条件(intm0并且相应的imr1)。如果条件为真，则cpu应答该中断，产生一个 (中断应答信号)信号；否则，忽略该中断并继续执行主程序。 当中断已被应答后，ifr相应的标志位被清除，并且intm位被置1(屏蔽其他可屏蔽中断)。, pc值保存到堆栈中。 cpu分支转移到中断服务程序(isr)并执行isr。 isr由返回指令结束，返回指令将返回地址从堆栈中弹出给pc。 cpu继续执行主程序。,(2) 如果请求的是一个非屏蔽中断，则操作过程如下： cpu立刻应答该中断，产生一个 (中断应答信号)信号。 如果中断是由 、 或intr指令请求的，则intm位被置1(屏蔽其他可屏蔽中断)。 如果intr指令已经请求了一个可屏蔽中断，那么相应标志位被清除为0。 pc值保存到堆栈中。 cpu分支转移到中断服务程序(isr)并执行isr。 isr由返回指令结束，返回指令将返回地址从堆栈中弹出给pc。 cpu继续执行主程序。,3.5 重新映射中断向量地址,中断向量可以映射到程序存储器的任何128字页面的起始位置，除保留区域外。中断向量地址是由pmst寄存器中的iptr(9位中断向量指针)和左移两位后的中断向量序号(中断向量序号为031，左移两位后变成7位)所组成。例如，如果 被声明为低优先级，并且iptr=0001h，则中断向量的地址为00c0h，如图3.4所示。 的中断向量号为16。,图3.4 中断向量地址产生,复位时，iptr所有的位被置1(iptr=1ffh)，并按此值将复位向量映射到程序存储器的511页空间。所以，硬件复位后总是从0ff80h开始执行程序。加载除1ffh之外的值到iptr后，中断向量可以映射到其他地址。例如，用0001h加载iptr，那么中断向量就被移到从0080h单元开始的程序存储器空间。 注意：硬件复位( )向量不能被重新映射，因为硬件复位会加载1到iptr所有的位，因此，硬件复位向量总是指向程序空间的ff80h位置。,3.6 中断和中断向量表,表3.1 c542 中断和优先级,表3.1 c542 中断和优先级,表3.2 c548中断和优先级,表3.2 c548中断和优先级,表3.3 c549中断和优先级,表3.3 c549中断和优先级,表3.4 c5402中断和优先级,表3.4 c5402中断和优先级,表3.5 c5410中断和优先级,表3.5 c5410中断和优先级,表3.6 tms320c5420中断和优先级,3.7 复位中断( ),复位()是一个不可屏蔽的外中断，以vc5402为例，复位后vc5402的相关内部资源设置成以下状态： * iptr=1ffh，中断矢量表位于ff80h，pc=ff80h； * pmst中的mp/位与管脚mp/电平一致； * xpc=0； * 地址总线置为ff80h，数据总线为高阻； * 所有控制线无效； * 产生信号； * intm=1，屏蔽所有中断； * ifr清0；,* 置下列状态位为初始值： arp=0 clkoff=0 hm=0 sxm=0 asm=0 cmpt=0 intm=1 tc=1 avis=0 cpl=0 ova=0 ovb=0 br