高速 DSP 原理、应用及实践

1. 高速DSP原理、应用及实践 自动化测试与控制研究所 许永辉 2011.3.2

2. Part2：中断控制

3. 1 中断概述 • 中断是为使CPU具有对外界异步事件的处理能力而设置的。当这些事件发生时，DSP应及时执行这些事件所要求的任务。 • 中断就是要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这些事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方继续原来的工作。这些中断源可以是片内的，如定时器等，也可以是片外的，如A/D转换及其他片外装置。 • 显然，一个中断服务包括保存当前处理现场，完成中断任务，恢复各寄存器和现场，然后返回继续执行被暂时中断的程序。

4. 2 中断概述 • 中断管脚上一个跳变（上升沿/下降沿）将会在中断标志寄存器（IFR）置一个即将发生的中断状态。 • 如果这个中断被使能，则CPU开始处理这个中断，将当前程序流程转向中断服务程序。 • 当几个中断源同时向CPU请求中断时，CPU会根据中断源的优先级别，优先响应级别最高的中断请求。 • DM642有8个寄存器管理中断服务。

5. 3 中断类型和中断信号 • 中断类型 • RESET:复位 • NMI:不可屏蔽中断 • INT4-15：可屏蔽中断 • 来源 • RESET:管脚信号 • NMI:管脚信号 • INT4-15：管脚信号或片内外设

6. 4 复位（RESET） 复位是最高级别中断，它被用来停止CPU工作，并使之返回到一个已知状态。复位与其他类型中断在以下方面是不同的： • RESET是低电平有效信号，而其他的中断是在转向高电平的上升沿有效。 • 为了正确地重新初始化CPU，在RESET再次变成高电平之前必须保持10个时钟脉冲的低电平。 • 复位使所有正在进行的指令执行都被打断，所有的寄存器返回到它们的默认状态。 • 复位中断服务取指包必须放在地址为0的内存中。 • 复位不受转移指令的影响。

7. 5 不可屏蔽中断（NMI） • NMI优先级别为2，它通常用来向CPU发出严重硬件问题的警报，如电源故障等。为实现不可屏蔽中断处理，在中断使能寄存器中的不可屏蔽中断使能位(NMIE)必须置1。如果NMIE置l，阻止NMI处理的惟一可能是不可屏蔽中断发生在转移指令的延迟间隙内。 • NMIE在复位时被清零以防止复位被打断。当一个NMI发生时，NMIE也被清零，这样就阻止了另一个NMI的处理。NMIE不可人为地清0，但可以用程序置位，使嵌套NMI能够运行。在NMIE为0时，所有可屏蔽中断(INT4-INTl5)也都被禁止。

8. 6 可屏蔽中断（INT4-INT15） 2.3 1、DM642的CPU有12个可屏蔽中断，它们被连接到芯片外部或片内外设，也可由软件控制或者不用。 2、中断发生时将中断标志寄存器(IFR)的相应位置1。 3、假设一个可屏蔽中断不发生在转移指令的延迟间隙内，它还须满足下列条件才能得到响应，受到处理。 • 控制状态寄存器(CSR)中的全局中断使能位(GIE)置l。 • 中断使能寄存器(IER)中的NMIE位置1。 • IER中的相应中断使能位置l。 • 在IFR中没有更高优先级别的中断标志(IF)位为1。

9. 7 中断控制寄存器

10. 8 控制状态寄存器（CSR） • CSR包含控制和状态位，其中2位GIE和PGIE用于控制中断。全局中断使能位(GIE，Global Interrupt Enable)是CSR的bit0，控制GIE的值可以使能或禁止所有的可屏蔽中断。 • CSR的bitl是PGIE，PGIE保存先前的GIE值，即在响应可屏蔽中断时，保存GIE的值，而GIE被清0。这样在处理一个可屏蔽中断期间，就防止了另外一个可屏蔽中断的发生。

11. 9 中断使能寄存器（IER） • IER控制每一个中断源是否使能。通过IER中相应某个中断位置l或者清0可以使能或禁止某个中断。 • IER的bit 0对应于复位，该位只可读(值为1)不可写，由于bit 0总为l，所以复位总被使能。 • bitIE4-IEl5写1或写0分别使能或禁止相关中断。 • NMIE=0时，禁止所有非复位中断；NMIE=l时，GIE和相应的IER位一起控制INTl5-INT4中断使能。对NMIE写0无效，只有复位或NMI发生时它才清0。

12. 10 中断标志寄存器（IFR） • 中断标志寄存器(IFR)包括INT4~INTl5和NMI的状态。 • 当一个中断发生时，IFR中的相应位被置1，否则为0。 • 读取IFR，可检查中断状态。 • 如上图所示， IFR的高16位与IER一样，为保留位。

13. 11 中断设置/清除寄存器（ISR/ICR） • ISR和ICR可以用程序设置和清除IFR中的可屏蔽中断位 • 对ISR的IS4-ISl5位写1会引起IFR对应中断标志位置1 • 对ICR的IC4-ICl5位写1会引起IFR对应标志位置0 • 对ISR和ICR的任何位写0无效，设置和清除ISR和ICR的任何位都不影响NMI和复位。 • 从硬件来的中断有优先权，它废弃任何对ICR的写入。当同时对ICR和ISR的同一位写入时，对ISR写入优先。

14. 12 中断选择器和外部中断 • DM642的DSP内核支持16个优先级别的中断 • INT0是不可屏蔽中断，被DSP的复位中断源占用，不能通过软件使能或禁止，优先级别最高。INT1被NMI中断占用，INT2和INT3保留未用。 • DM642中断源多于16个，12个可屏蔽中断（INT_4-INT_15）的中断源可以通过修改中断选择控制寄存器MUX和HMUXL来进行编程。INT_15优先级别最低。

15. 13 DM642可用的中断源

16. 14 中断选择器 • DM642有22个外设中断源（C6000最多有32个），CPU只提供12个可用中断 • 中断多路复用寄存器决定了DM642中断源与CPU从4到15中断（INT4-INT15）的映射关系。外部中断极性寄存器设置了外部中断的极性。

17. 15 外部中断极性寄存器（EXPOL） 外部中断极性寄存器，如图3-11所示，允许用户改变4个外部中断（EXT_INT4-7）的极性 XIP值为0时，一个从低到高的上升沿触发一个中断 XIP值为1时，一个从高到低的下降沿触发一个中断 XIP的默认值是0

18. 16 中断选择寄存器 • MUX中的INTSEL域，允许映射中断源为特定的中断。 INTSEL4-15对应CPU中断INT4-INT15 • 通过设定INTSEL域为所期望的中断选择号，如表3-3所示可以映射任何中断源到任何CPU中断

19. 17 C语言中断服务程序 • Interrupt关键字 • 必须用interrupt声明中断函数 • 中断函数入口和返回值必须是void类型 • 库函数dev6x.lib • dev6x.lib实现了中断向量段.vec 无需再编写vectors.asm • 使用dev6x.lib步骤 • 将dev6x.lib加到工程中 • 在.cmd文件中把.vec 段配置到0地址 • 在主程序中包含头文件intr.h • 在主程序main函数中调用intr.reset函数 • 调用intr_hook等函数

20. 18 中断服务程序例子 #include "intr.h“ interrupt void example(); void main() { *(int*)extpol=0x00000000; //设置外部中断极性是上升沿 intr_reset(); //初始化中断向量表 intr_hook(example,CPU_INT4); //“挂中断” INTR_ENABLE(CPU_INT4); //使能CPU_INT4. INTR_ENABLE(NMIE); //使能不可屏蔽中断 INTR_GLOBAL_ENABLE(); //使能全局中断 … } Interrupt void example() { … }