arm中断类型(arm中断处理)

ARM中断类型概述

在ARM处理器中,中断是一种使程序行为暂停的机制,以便让程序去处理其它更重要的问题。ARM处理器能支持五种不同的中断类型:异常(Exception)、IRQ(Interrupt Request)、FIQ(Fast Interrupt Request)、SVC(Supervisor Call)和Synchronous。这篇文章将重点讨论前三种类型的中断。

异常中断

异常中断是由程序异常导致的中断。它们是与处理器执行指令相关的中断,可能导致系统崩溃或数据损坏。异常中断可以进一步分为两种类型:系统异常和预取异常。

系统异常包括地址异常、数据异常、陷阱异常和未定义指令异常。地址异常用于检测是否由内存保护或硬件缺陷引起的内存区域访问问题。数据异常则检测对数据的无效访问。陷阱异常是可由指令本身或外部事件触发的异常,如屏幕点击或用户未授权的访问等。未定义指令异常则是运行时遇到非法指令的异常。当系统遇到以上任何一种异常时,会将程序跳转到专门的异常处理例程,以便处理异常并恢复正常的程序运行。

预取异常则是为了提高处理器的性能而建立的一种中断机制。其目的是在处理器读取下一个指令前,预先取出与指令相关的指令和数据,这样下一次读取可能会更快。当处理器遇到无效的预取指令时,会发生预取异常,这时会跳转到异常处理例程中,并将待读取的地址存入专门的预取异常地址寄存器。这样就可以在异常处理中恢复预取指令的前进,以确保能够顺利处理下一个指令。

IRQ和FIQ中断

IRQ(Interrupt Request)和FIQ(Fast Interrupt Request)中断,都是由外部信号引起的中断。它们是由输入设备如键盘、鼠标、时钟、串口等硬件检测到的事件所引起的中断。

IRQ中断是标准的中断机制,当外部设备需发出中断时,系统会发出IRQ中断请求。在发出请求后,CPU会暂停执行当前的指令,将上下文切换到专门的IRQ处理例程中。在处理完中断后,CPU会恢复之前的现场,继续准备下一个指令。

与IRQ中断不同,当一个FIQ中断请求到来时,它只需要一个时钟周期(大约几十纳秒)就能完成处理。这也意味着FIQ中断可以更快地在处理器中执行,同时FIQ中断也不会对处理器中运行的任务造成太大的负担。因此,FIQ中断适用于对性能要求高的系统中使用,例如高速数据传输等。

结论

在ARM中,中断机制是一种反映处理器实时响应性能的重要机制。了解中断的详细信息可以帮助我们设计更优秀的系统。此外,这篇文章仅涉及了前三种中断类型,而SVC和Synchronous则需要更加复杂和深入的讨论。如果你有更加深入的学习要求,可以到ARM官网上查询更多信息。

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