第五课-adsp处理器pll中断管理和工作模式

1、ADSP处理器PLL，中断管理和工作模式ADSP处理器的锁相环和时钟控制ADSP处理器的中断和异常处理ADSP处理器的工作模式和状态ADSP处理器的锁相环和时钟控制 PLL概述 通用处理器，在性能方面，低功耗和灵活性是其主要特征，这与其内部PLL的设计有关。一方面，PLL与动态电源管理控制器一起提供电源管理功能；另一方面，PLL支持范围很宽的倍频比，对输入时钟CLKIN进行倍频，为达到宽范围的倍频比，ADSP-BF533处理器在PLL反馈电路和输出模块中都使用可编程的分频器。PLL的结构图 PLL时钟倍频比 PLL控制寄存器PLL_CTL中的分频位（DF）和倍频因子选择位(MSEL5:0)可以

2、用来对CLKIN进行多种不同的倍频（最终倍频的结果不能超过VCO的最高频率）。其中DF用来使能输入分频器，MSEL5:0控制反馈回路中的分频器。信号名称VCO频率MSEL5:0DF=0DF=1064*32*11*0.5*22*1*3:62N*0.5N*6363*31.5*1 MSEL和DF设置下的VCO倍频因子 MSEL5:0和DF的不同组合可能会产生相同的VCO频率，对于一个具体的应用，某个组合可能功耗最低，在通常情况下，DF置1会使功耗最低。 核时钟/系统时钟控制 核时钟和系统时钟由VCO输出的频率进一步分频产生，分频因子分别由寄存器PLL_DIV中CSEL和SSEL控制，但一定要确保SC

3、LK的值小于或者等于CCLK的值。PLL存储器映射寄存器 用户通过4个MMRs与PLL接口： PLL控制寄存器（PLL_CTL）控制PLL的运行 。分频寄存器（PLL_DIV）用来控制核时钟和系统时钟对VCO的分频比 。PLL状态寄存器（PLL_STAT）显示PLL和处理器的操作模式 。PLL锁计数寄存器（PLL_LOCKCNT）这里主要介绍一下控制寄存器（PLL_CTL），其各位的功能如下：MSEL5:0：确定CLKIN到VCO的倍频数 。BYPASS：用来旁路PLL，当BYPASS位置1，CLKIN直接作为内核和系统的时钟 。PDWN：使处理器进入深度休眠模式 。STOPCK：用来使能/禁

4、止内核时钟 。PLL_OFF：接通/关断PLL的电源 。DF：分频位（DF）用来确定CLKIN是直接进入PLL还是经过二分频后进入PLL 。ADSP处理器的中断和异常处理概述 ADSP-BF533处理器的事件控制器处理到达处理器的所有的同步和异步事件。事件处理支持嵌套和优先级。嵌套允许同时激活多个事件的服务程序。优先级保证高优先级事件的响应可以抢占较低优先级事件的响应。控制器支持5种不同类型的事件：仿真：仿真事件使处理器进入仿真模式，允许通过JTAG接口命令和控制处理器。 复位：此事件使处理器复位。 不可屏蔽中断(NMI)：NMI事件可以由软件“看门狗”定时器或者处理器的NMI输入信号产生的。

5、NMI事件经常用作断电指示，有序地进行系统关闭工作。 异常：异常是与程序执行同步发生的事件，即指令执行完之前可能会产生异常。例如数据对准违规、未定义指令等情况都将导致异常。 中断：中断是与程序执行异步发生的事件，由定时器、外设、输入引脚等引起，也可以由软件指令触发。每个事件都有一个相应的保存返回地址的寄存器和一个相应的从事件返回指令。一个事件被触发后，处理器当前状态被保存在管理员堆栈内。 ADSP-BF533处理器的事件控制器包括2个部分，内核事件控制器（CEC）和系统中断控制器（SIC）。内核事件控制器和系统中断控制器协同工作来控制优先级和控制所有系统事件。从概念上讲，来自外设的中断进入到S

6、IC，然后被直接发送到CEC的通用中断中处理。内核事件控制器(CEC) 除专用中断和异常事件外，CEC还支持9个通用中断(IVG15-7)。这些通用中断中，推荐将优先级最低的2个中断(IVG15-14)留作软件中断，剩下的7个优先级中断分别用于ADSP-BF533处理器的外设。下表描述了CEC的事件、事件向量表(EVT)的名称及优先级 最高级中断源中断向量号核事件名称优先级高低硬件仿真器0EMU最低级复位1RST无标志中断2NM异常3EVSW禁用4Reserved硬件错误5IVHW核定时器6IVTMR通用77IVG7通用88IVG8通用99IVG9通用1010IVG10通用1111IVG11通

7、用1212IVG12通用1313IVG13通用1414IVG14通用1515IVG15中断优先级 系统中断控制器(SIC) 系统中断控制器为来自多个外设的中断源提供至CEC通用中断输入的映射和路由。尽管ADSP-BF533处理器提供了默认的映射，用户仍可以通过改写中断设置寄存器(IAR)的值，来改变中断事件的映射和优先权。 SIC的中断源和至CEC的默认映射 事件控制 ADSP-BF533处理器为用户提供了非常灵活的机制来控制事件的处理。在CEC中，有3个寄存器用于调整和控制事件。如下所示，每个寄存器都是16位宽度：CEC中断锁存寄存器(ILAT)：ILAT寄存器用于指示事件已被锁存。处理器锁

8、存事件后相应的位置1，事件被系统接受后该位清0。该寄存器被控制器自动刷新，但仅当其相应的IMASK位被清除时可写。CEC中断屏蔽寄存器(IMASK)：IMASK寄存器控制发生的事件是否被屏蔽。当IMASK寄存器的相应位置1时，事件不被屏蔽，发生后由CEC处理。该位清0将屏蔽事件，即使该事件已被锁存在ILAT寄存器中，处理器也不会处理该事件。在管理员模式下，该寄存器可以被读写。 CEC中断等待寄存器(IPEND)：IPEND寄存器跟踪所有嵌套的事件。IPEND寄存器中的相应位置1表示事件当前处于活动状态或嵌套在某一级。该寄存器被控制器自动刷新，但是在管理员模式下才能读取。SIC使用4个32位中断

9、控制和状态寄存器，来进一步控制事件的处理。系统中断分配寄存器（SIC_IARx）：设置外设中断源的优先级，只需将其映射到一定的内核通用中断级别上。有可能出现多个中断源被映射到一个级别上，这时它们在硬件上没有优先级，是逻辑或的关系，需要由软件来确定它们的优先级。 通用中断写到SIC_IARx中的值IVG70IVG81IVG92IVG103IVG114IVG125IVG136IVG147IVG158外设中断源映射到特定中断级别上写在SIC_IARx中的值 系统中断状态寄存器（SIC_ISR）：当SIC检测到一个外设产生中断请求信号时，SIC_ISR中的相应位置1，而当中断请求信号无效时，SIC_I

10、SR中的相应位清零。 SIC中断屏蔽寄存器(SIC_IMASK)：此寄存器控制每个外设中断事件是否被屏蔽。当寄存器的相应位置1时，事件不被屏蔽，发生后由系统处理。该位清0将屏蔽外设事件，使之不被处理。 SIC中断唤醒使能寄存器(SIC_IWR)：通过使能该寄存器中的相应位，当事件发生而处理器处于睡眠（掉电）模式时，可以设置一个外设唤醒处理器。 事件控制 当一个外设产生中断A时，其处理过程如下：SIC_ISR记录中断请求，并且跟踪所有已经被激活但未被响应的系统中断 。SIC_IWR检查内核是否处于空闲状态，如果是，将其唤醒 。SIC_IMASK在系统级上屏蔽、使能一个外设中断，如果中断A未被屏蔽

11、，中断请求进入第4步 。SIC_IARx将外设中断映射到内核通用中断上，以决定中断A的优先级 ILAT将中断A记录在内核中，但此时该中断还没有真正得到响应 。IMASK屏蔽使能不同优先级的事件，如果中断A对应的IVG事件没有被屏蔽掉，中断请求过程进入第7步。 访问事件向量表，查找中断A服务程序的入口地址 。当中断A的入口地址进入流水线时，相应的IPEND位被置位，ILAT位被清零。执行完中断服务程序，RTI指令会清除相应的IPEND位。但是SIC_ISR中的相应位不会被清除，除非中断服务程序使得中断源不再产生中断请求信号，或者在处理中断的过程中清除了该位。ADSP处理器的工作模式和状态概述AD

12、SP-BF533处理器有3种工作模式分别为：用户模式、超级用户模式和仿真模式。在仿真和超级用户模式下，对内核资源的访问不受限制。在用户模式下，对某些系统资源的访问受到限制。用户模式主要用于运行应用程序，而超级用户模式和仿真模式一般用于运行操作系统的核心代码。处理器的工作模式由事件控制器决定。处理器在响应中断、非屏蔽中断（NMI）或者异常事件时，处于超级用户模式；在处理仿真事件时，处于仿真模式；不处理任何事件时，处于用户模式。处理器的当前模式可以通过访问MMR空间的IPEND来识别。 ADSP-BF533同时还支持两种非处理状态：空闲状态，复位状态 。事件模式IPEND中断超级用户模式=0 x1

13、0 IPEND的低4位必须为零异常超级用户模式=0 x8 IPEND的第4位为1，低3位为零NMI超级用户模式=0 x4 IPEND的第3位为1，低2位为零复位超级用户模式=0 x02仿真仿真模式=0 x01NONE用户模式=0 x00ADSP-BF533处理器的工作模式和状态模式之间的切换关系 用户模式 用户模式用来处理应用程序，这些应用程序不能访问受限制的系统资源否则将出现异常。系统资源包括核寄存器，MMRs以及指令系统。在用户模式下，可以访问的寄存器如表所示。处理器寄存器寄存器名称数据寄存器R7:0A1:0指针寄存器P5:0 SP FP I5:0 M3:0 L3:0 B3:0序列和状态寄

14、存器RETS LC1:0 LT1:0 LB1:0 ASTAT CYCLES1 CYCLES2但是访问由CPLB禁止的存储器块、MMRs空间以及下面列出的指令将会出现异常。指令描述RT1从中断返回RTX从异常返回RTN从NMI返回CLI禁止中断STI使能中断RAISE强制中断/复位RTE从仿真返回超级用户模式 处理器在超级用户模式下响应所有的中断，NMI以及异常事件。CPLB一旦使能，在超级用户模式下处理器可以访问所有的系统资源。只有在超级用户模式下可以使用寄存器USP，它指的是用户堆栈指针，而此时SP是指内核堆栈指针。复位之后一般会进入超级用户模式。一旦RESET信号为低，因为处理器要处理复位事件，所以会从复位状态进入超级用户模式，此时除非有仿真事件发生，或者处理完复位事件其返回地址指向用户代码的起始地址，否则处理器将一直工作在超级用户模式。仿真模式 如果仿真模式使能，并且发生仿真事件或者执行EMUEXCPT指令时，处理器就会进入仿真模式。除非执行RTE指令，否则将一直保持在仿真模式。如果执行RTE指令时没有中断挂起，处理器会进入用户模式，否则会进入超级用户模式以处理中断。（在仿真模式下，指令