經(jīng)驗(yàn)積累:ARM處理器中如何判別IRQ與FIQ中斷?
發(fā)布時間:2015-05-18 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】本篇文章主要對ARM中IRQ和FIQ進(jìn)行了簡單的介紹,而后對這兩者的區(qū)別進(jìn)行了相近的分析。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠?qū)RM處理器中的中斷知識有進(jìn)一步的了解。
ARM可以說是歷史上最成功的處理器之一,其之所以能夠暢銷,主要原因是其比其他同類32位代碼能夠節(jié)省將近35%的電能,但卻能保留住所有的優(yōu)勢。得益于ARM的廣泛應(yīng)用,針對其研發(fā)的技術(shù)與設(shè)計(jì)不在少數(shù)。ARM當(dāng)中有兩種終端技術(shù),F(xiàn)IQ與IRQ。這兩種中斷技術(shù)均是ARM能夠支持的類型,并且提供對應(yīng)的叫做FIQ和IRQ處理器模式(ARM有7種處理模式)。
通常來說,在芯片的中斷控制器當(dāng)中,設(shè)計(jì)者能夠自行決定與控制器相連的中斷輸入是FIQ還是IRQ。所以一個中斷是可以指定為FIQ或者IRQ的,為了達(dá)到合理的效果,以及要求系統(tǒng)更快響應(yīng),自身處理所耗時間也很短的中斷設(shè)置為FIQ,否則就設(shè)置了IRQ。
如果該中斷設(shè)置為了IRQ,那么當(dāng)該中斷產(chǎn)生的時候,中斷處理器通過IRQ請求線告訴ARM,ARM得知IRQ中斷的存在,然后ARM切換到IRQ模式運(yùn)行。類似的如果該中斷設(shè)置為FIQ,那么當(dāng)該中斷產(chǎn)生的時候,中斷處理器通過FIQ請求線告訴ARM,ARM就知道有個FIQ中斷,然后切換到FIQ模式運(yùn)行。
通過實(shí)際操作,能夠發(fā)現(xiàn)FIQ比IRQ快,這是為什么呢?原因主要有四點(diǎn)。
ARM的FIQ模式提供了更多的banked寄存器,r8到r14還有SPSR,而IRQ模式就沒有那么多,R8、R9,R10、R11、R12對應(yīng)的banked的寄存器就沒有,這就意味著在ARM的IRQ模式下,中斷處理程序自己要保存R8到R12這幾個寄存器,然后退出中斷處理時程序要恢復(fù)這幾個寄存器,而FIQ模式由于這幾個寄存器都有banked寄存器,模式切換時CPU自動保存這些值到banked寄存器,退出FIQ模式時自動恢復(fù),所以這個過程FIQ比IRQ快。
FIQ比IRQ有更高優(yōu)先級,如果FIQ和IRQ同時產(chǎn)生,那么FIQ先處理。
FIQ的中斷向量地址在0x0000001C,而IRQ的在0x00000018。(也有的在FFFF001C以及FFFF0018),寫過完整匯編系統(tǒng)的都比較明白這點(diǎn)的差別,18只能放一條指令,為了不與1C處的FIQ沖突,這個地方只能跳轉(zhuǎn),而FIQ不一樣,1C以后沒有任何中斷向量表了,這樣可以直接在1C處放FIQ的中斷處理程序,由于跳轉(zhuǎn)的范圍限制,至少少了一條跳轉(zhuǎn)指令。
IRQ和FIQ的響應(yīng)延遲有區(qū)別。
IRQ的響應(yīng)并不及時,從Verilog仿真來看,IRQ會延遲幾個指令周期才跳轉(zhuǎn)到中斷向量處,看起來像是在等預(yù)取的指令執(zhí)行完。FIQ的響應(yīng)不清楚,也許比IRQ快。
中斷延遲:從外部中斷請求信號發(fā)出到執(zhí)行對應(yīng)的中斷服務(wù)程序ISR的第一條指令所需要的時間。通過軟件程序設(shè)計(jì)來縮短中斷延遲的方法有:中斷優(yōu)先級和中斷嵌套。
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