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经验积累:ARM处理器中如何判别IRQ与FIQ中断?

发布时间:2015-05-18 责任编辑:sherry

【导读】本篇文章主要对ARM中IRQ和FIQ进行了简单的介绍,而后对这两者的区别进行了相近的分析。希望大家在阅读过本篇文章之后能够对ARM处理器中的中断知识有进一步的了解。
 
ARM可以说是历史上最成功的处理器之一,其之所以能够畅销,主要原因是其比其他同类32位代码能够节省将近35%的电能,但却能保留住所有的优势。得益于ARM的广泛应用,针对其研发的技术与设计不在少数。ARM当中有两种终端技术,FIQ与IRQ。这两种中断技术均是ARM能够支持的类型,并且提供对应的叫做FIQ和IRQ处理器模式(ARM有7种处理模式)。
 
通常来说,在芯片的中断控制器当中,设计者能够自行决定与控制器相连的中断输入是FIQ还是IRQ。所以一个中断是可以指定为FIQ或者IRQ的,为了达到合理的效果,以及要求系统更快响应,自身处理所耗时间也很短的中断设置为FIQ,否则就设置了IRQ。
 
如果该中断设置为了IRQ,那么当该中断产生的时候,中断处理器通过IRQ请求线告诉ARM,ARM得知IRQ中断的存在,然后ARM切换到IRQ模式运行。类似的如果该中断设置为FIQ,那么当该中断产生的时候,中断处理器通过FIQ请求线告诉ARM,ARM就知道有个FIQ中断,然后切换到FIQ模式运行。
 
通过实际操作,能够发现FIQ比IRQ快,这是为什么呢?原因主要有四点。
 
ARM的FIQ模式提供了更多的banked寄存器,r8到r14还有SPSR,而IRQ模式就没有那么多,R8、R9,R10、R11、R12对应的banked的寄存器就没有,这就意味着在ARM的IRQ模式下,中断处理程序自己要保存R8到R12这几个寄存器,然后退出中断处理时程序要恢复这几个寄存器,而FIQ模式由于这几个寄存器都有banked寄存器,模式切换时CPU自动保存这些值到banked寄存器,退出FIQ模式时自动恢复,所以这个过程FIQ比IRQ快。
 
FIQ比IRQ有更高优先级,如果FIQ和IRQ同时产生,那么FIQ先处理。
 
FIQ的中断向量地址在0x0000001C,而IRQ的在0x00000018。(也有的在FFFF001C以及FFFF0018),写过完整汇编系统的都比较明白这点的差别,18只能放一条指令,为了不与1C处的FIQ冲突,这个地方只能跳转,而FIQ不一样,1C以后没有任何中断向量表了,这样可以直接在1C处放FIQ的中断处理程序,由于跳转的范围限制,至少少了一条跳转指令。
 
IRQ和FIQ的响应延迟有区别。
 
IRQ的响应并不及时,从Verilog仿真来看,IRQ会延迟几个指令周期才跳转到中断向量处,看起来像是在等预取的指令执行完。FIQ的响应不清楚,也许比IRQ快。
 
中断延迟:从外部中断请求信号发出到执行对应的中断服务程序ISR的第一条指令所需要的时间。通过软件程序设计来缩短中断延迟的方法有:中断优先级和中断嵌套。
 
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