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經(jīng)驗積累:ARM處理器中如何判別IRQ與FIQ中斷?

發(fā)布時間:2015-05-18 責任編輯:sherry

【導讀】本篇文章主要對ARM中IRQ和FIQ進行了簡單的介紹,而后對這兩者的區(qū)別進行了相近的分析。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠對ARM處理器中的中斷知識有進一步的了解。
 
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的廣泛應用,針對其研發(fā)的技術與設計不在少數(shù)。ARM當中有兩種終端技術,F(xiàn)IQ與IRQ。這兩種中斷技術均是ARM能夠支持的類型,并且提供對應的叫做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中,設計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,為了達到合理的效果,以及要求系統(tǒng)更快響應,自身處理所耗時間也很短的中斷設置為FIQ,否則就設置了IRQ。
 
如果該中斷設置為了IRQ,那么當該中斷產(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模式運行。類似的如果該中斷設置為FIQ,那么當該中斷產(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模式運行。
 
通過實際操作,能夠發(fā)現(xiàn)FIQ比IRQ快,這是為什么呢?原因主要有四點。
 
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,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,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,由于跳轉的范圍限制,至少少了一條跳轉指令。
 
IRQ和FIQ的響應延遲有區(qū)別。
 
IRQ的響應并不及時,從Verilog仿真來看,IRQ會延遲幾個指令周期才跳轉到中斷向量處,看起來像是在等預取的指令執(zhí)行完。FIQ的響應不清楚,也許比IRQ快。
 
中斷延遲:從外部中斷請求信號發(fā)出到執(zhí)行對應的中斷服務程序ISR的第一條指令所需要的時間。通過軟件程序設計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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