《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》第11讲中断和时间管理授课教师：电邮地址：《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》内容提纲1中断管理2时间管理《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》1中断管理中断的分类中断处理的过程实时内核的中断管理用户中断服务程序中断时序《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》从发展过程来看：中断（interrupt）最初被用来替换I/O操作的轮询处理方式，以提高I/O处理的效率。随后，中断又包含了自陷（trap，也称为内部中断或是软件中断）的功能。后来，中断的概念得到进一步扩大，被定义为导致程序正常执行流程发生改变的事件（不包括程序的分支情况）。可把概念被扩大的中断称为广义中断。概述《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》在实际应用中，广义的中断通常被分为中断、自陷和异常（exception）等类别。中断是由于CPU外部的原因而改变程序执行流程的过程，属于异步事件，又称为硬件中断。自陷和异常则为同步事件；自陷表示通过处理器所拥有的软件指令、可预期地使处理器正在执行的程序的执行流程发生变化，以执行特定的程序。自陷是显式的事件，需要无条件地执行；Motorola68000系列中的Trap指令ARM中的SWI指令Intel80x86中的INT指令概述《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》异常为CPU自动产生的自陷，以处理异常事件。如被0除、执行非法指令和内存保护故障等。异常没有对应的处理器指令，当异常事件发生时，处理器也需要无条件地挂起当前运行的程序，执行特定的处理程序。概述《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》中断的分类分类方式硬件中断是否可以被屏蔽：可屏蔽中断和不可屏蔽中断中断源：硬件中断和软件中断中断信号的产生：边缘触发中断和电平触发中断中断服务程序的调用方式：向量中断、直接中断和间接中断《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》可屏蔽中断和不可屏蔽中断由于中断的发生是异步的，程序的正常执行流程随时有可能被中断服务程序打断。如果程序正在进行某些重要运算，中断服务程序的插入将有可能改变某些寄存器的数据，造成程序的运行发生错误。可屏蔽中断：能够被屏蔽掉的中断。外部设备的中断请求信号一般需要先通过CPU外部的中断控制器，再与CPU相应的引脚相连。可编程中断控制器可以通过软件进行控制，以禁止或是允许中断。不可屏蔽中断：在任何时候都不可屏蔽的。一个比较典型的例子是掉电中断，当发生掉电时，无论程序正在进行什么样的运算，它都肯定无法正常运行下去。这种情况下，急需进行的是一些掉电保护的操作。对这类中断，应随时进行响应。《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》硬件中断和软件中断硬件中断：由于CPU外部的设备所产生的中断。异步事件：可能在程序执行的任何位置发生，发生中断的时间通常是不确定的。软件中断：同步中断或是自陷，通过处理器的软件指令来实现。产生中断的时机是预知的，可根据需要在程序中进行设定。软件中断的处理程序以同步的方式进行执行。其处理方式同硬件中断处理程序类似。《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》硬件中断和软件中断软件中断是一种非常重要的机制：系统可通过该机制在用户模式执行特权模式下的操作。是软件调试的一个重要手段，如Intel80x86中的INT3，使指令进行单步执行，调试器可以用它来形成观察点，并查看随程序执行而动态变化的事件情况。《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》边缘触发中断和电平触发中断边缘触发中断：中断线从低变到高或是从高变到低时，中断信号就被发送出去，并只有在下一次的从低变到高或是从高变到低时才会再度触发中断。事件发生的时间非常短，有可能出现中断控制器丢失中断的情况。如果多个设备连接到同一个中断线，即使只有一个设备产生了中断信号，也必须调用中断线对应的所有中断服务程序来进行匹配，否则会出现中断的软件丢失情况。《嵌入式系统设计》《嵌入式系统设计》边缘触发中断和电平触发中断电平触发中断：在硬件中断线的电平发生变化时产生中断信号，并且中断信号的有效性将持续保持下去，直到中断信号被清除。能够降低中断信号传送丢失的情况能通过更有效的方式来服务中断，每个为该中断...
