《微机原理》-中断技术

《微机原理》系列，异常处理与中断技术。 当有人敲门和水开了同时发生，作为主控的你会如何安排优先级？ 整活！让知识自己说话~~

中断技术

• 先知道什么是 异常
  • 异常就是不正常
    • 正常工作：在预先存储的程序控制下一步步 按照程序执行流程执行程序中的指令
    • 异常类型
      • 用户干预
      • 设备故障
      • 非法指令
      • 外设交互
    • 中断类型码：中断源的编码 中断向量：中断服务程序入口地址
  • 发现异常怎么办 异常处理机制
    • 处理原则
      • 对不同异常事件有针对性处理， 处理结束后返回原程序且不破化原程序的正常执行
      • 识别异常事件
        • 状态位法
        • 类型码法
          • 新技能：能够优先输出高级别异常
      • 进入有针对性处理
      • 返回原程序继续执行
        • 被中断时，要保存当前PC值
        • 保存PC方法
          • 特殊寄存器，如MIPS EPC
          • 栈保存
    • 皇上决定 微处理器硬件调用
      • 正常执行程序无法预知中断， 需由微处理器硬件直接调用异常处理程序
      • 进入异常处理程序 查表
        • 软硬件实现：总中断服务程序。触发硬件更改PC进入
        • 纯硬件实现：硬件查各个异常程序地址表
• 中断
  • 是什么
    • 外设向微处理器发出请求，微处理器响应后再传送数据
  • 中断控制器
    • 我是管家
    • 需要的功能
      • 中断请求信号保持与清除
        • 中断执行指令过程不能被中断 中断请求来了，我收下了，然后就闭嘴好啦
        • 硬件电路
          • 中断响应寄存器，是个三态门 中断状态寄存器是个D触发器
      • 中断源识别 出现中断请求信号
        • 出事了？
        • 是哪个中断源？
          • 中断类型码
            • 只有一个中断
          • 多个中断
      • 中断使能控制
        • • 中断使能寄存器，是个D触发器
      • 中断优先级设置
        • 软件判断，从头到尾
        • 硬件 优先编码器 老人小孩优先
  • 实例：AXI INTC
    • • 接口逻辑输出寄存器值，或向寄存器写
    • 工作模式
      • 普通中断模式
        • 软件方式，总中断服务程序 中断源识别和调用中断服务程序都是软件完成
        • ISR通过写清除
      • 快速中断模式
        • 硬件方式，硬件识别中断向量，中断向量寄存器IVAR,并由硬件维护
        • ISR由硬件自动清除
    • 寄存器含义
      • ISR中断状态寄存器 有没有中断
        • 每一位代表一个中断源， 1时代表出现中断请求
      • IER中断使能寄存器 能不能中断
        • 每一位都是代表， 1表示中断使能
      • IAR中断响应寄存器 清不清中断
        • 每一位都是代表 1表示写入，清除ISR对应状态
      • IPR保存还未响应的中断源状态
      • SIE\CIE对应为1时，
        • SIE使得IER为1
        • CIE使得IER为0
      • IMR工作模式寄存器
        • 0--普通中断模式 1--快速中断模式
      • IVR
        • 保存最高优先级中断源编码
          • intr0的优先级最高！
      • 32位
      • MER主中断使能寄存器
        • 只有两个位 HIE(D1)为1时，表示使能硬件中断，为0时是软件中断，要关注ISR ME(D0)为1时，表示允许Irq产生中断请求
      • IVAR中断向量表
        • 存32个中断向量，一个四字节
        • 基地址0x100