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TMS320F24x的實(shí)時(shí)多中斷任務(wù)處理
摘要：TMS320F240是TI公司定點(diǎn)DSP芯片F(xiàn)24x系列中具有代表性的一種。在分析其多中斷源共享DSP內(nèi)核同一中斷級原理的基礎(chǔ)上，探討該系列芯片在實(shí)時(shí)多中斷任務(wù)處理的軟件編程過程中的實(shí)現(xiàn)方法，并給出具體的應(yīng)用實(shí)例。引言
TMS320F240內(nèi)部集成了完善的外圍設(shè)備，包括2個(gè)10位的A/D轉(zhuǎn)換器和1個(gè)串口通信接口模塊（SCI），以及其獨(dú)有的、可提供3個(gè)16位的定時(shí)器，3個(gè)單比較單元和3個(gè)全比較單元的事件管理器（event manager）單元。F240芯片采用多個(gè)中斷源共享DSP內(nèi)核同一中斷級的中斷結(jié)構(gòu)，與常用的數(shù)學(xué)控制芯片相比，它提供了更多的中斷源，可以滿足對復(fù)雜控制對象的實(shí)時(shí)多中斷任務(wù)處理要求，使得用戶能更加方便、靈活地編寫中斷處理程序。
1 TMS320F240中斷系統(tǒng)的特點(diǎn)及中斷響應(yīng)過程
1.1 TMS320F240的中斷系統(tǒng)的特點(diǎn)
TMS320F240芯片中斷系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是：通過賦予每個(gè)中斷源以不同的優(yōu)先級，使多個(gè)中斷源可以共享DSP內(nèi)核中同一中斷級，從而提供更多的中斷源和更靈活的中斷處理方法。具體而言，在F240器件中，所有的中斷請求都是送至DSP內(nèi)核進(jìn)行處理的。對可屏蔽中斷，DSP內(nèi)核只提供了6個(gè)可屏蔽的中斷級（INT1～I(xiàn)NT6）。而F240的可屏蔽中斷源大大超過了6個(gè)（例如：僅F240器件的3個(gè)通用定時(shí)器就有12個(gè)可屏蔽中斷源，用戶可使用的中斷源則多達(dá)36個(gè)）。所以，在F240中，這6個(gè)中斷級中的每一個(gè)都會被多個(gè)中斷源共享，即F240在實(shí)現(xiàn)多中斷任務(wù)時(shí)，基本上都會出現(xiàn)多中斷源共享DSP內(nèi)核同一中斷的情況。當(dāng)多于一個(gè)的硬件中斷被觸發(fā)掛起時(shí)，F(xiàn)240將根據(jù)優(yōu)先級別的高低順序執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。F240器件可以識別下列4種類型的中斷源：
①復(fù)位中斷；
②由6個(gè)外部引腳（XINT1、XINT2、XINT3、PDPINT、RS以及NMI引腳）產(chǎn)生的外部中斷；
③由片內(nèi)外設(shè)模塊，包括事件管理模塊（EV）、A/D轉(zhuǎn)換模塊（ADC）、串行通信模塊（SCI）等產(chǎn)生的外設(shè)中斷；
④由INTR指令、NMI指令或TRAP指令等引起的軟件中斷等。
其中，除了軟件中斷、兩個(gè)外部硬件中斷RS和NMI是不可屏蔽中斷之外，其余的都是可屏蔽中斷。相對于可屏蔽中斷而言，不可屏蔽中斷涉及的寄存器較少，處理方法較為簡便。文中主要對可屏蔽中斷的多中斷任務(wù)處理進(jìn)行詳細(xì)分析。
1.2 TMS320F240多級中斷寄存器的結(jié)構(gòu)
在TMS320F240的程序空間中，中斷向量占據(jù)了0000h～0003fh的地址空間。中斷向量地址被分為兩個(gè)地址單元，從而雙字的轉(zhuǎn)移指令可存放在這些單元中。為了處理多中斷源共享DSP內(nèi)核同一中斷級的問題，DSP內(nèi)部提供了多級中斷控制寄存器以滿足需要。
（1）CPU總中斷級寄存器
①中斷屏蔽寄存器（IMR）。它包含用于使能或禁止每一中斷級（INT1～I(xiàn)NT6）的屏蔽位，地址為0004h，各位情況如圖1所示。它用來屏蔽外部和內(nèi)部硬件中斷（NMI和RS除外）。當(dāng)要屏蔽某硬件中斷時(shí)，就把相應(yīng)位清0；當(dāng)要開放某硬件中斷時(shí)，就把相應(yīng)位置1，并且它的每一位不受硬件復(fù)位的影響。在圖1中，0表示一般情況下讀的數(shù)為0，R表示讀，W表示寫，-0表示復(fù)位后這位為0。
②中斷標(biāo)志寄存器（IFR）。它包含用以指示INT1～I(xiàn)NT6中斷級中，已經(jīng)發(fā)送至CPU的可屏蔽中斷請求的標(biāo)志位，地址為0006h，各位情況如圖2所示。當(dāng)有一個(gè)可屏蔽中斷到達(dá)CPU時(shí)，IFR的相應(yīng)標(biāo)志位就置1，表明相應(yīng)中斷（INT1～I(xiàn)NT6）正在被掛起或正在等待響應(yīng)。將1寫入到相應(yīng)的標(biāo)志位，可清除相應(yīng)位，并清除其中斷請求。在圖2中，0表示一般情況下讀的數(shù)為0，R表示讀，W1C表示寫1時(shí)把這位清為0，-0表示復(fù)位后這位為0。
（2）外設(shè)備中斷源分級控制寄存器
由外設(shè)產(chǎn)生的每一個(gè)特定中斷源，DSP都提供兩個(gè)相應(yīng)的分級控制寄存器，包括一個(gè)子標(biāo)志位中斷控制寄存器和一個(gè)子屏蔽位中斷控制寄存器。
對于由事件管理器產(chǎn)生的中斷事件，每個(gè)中斷源都有相應(yīng)的中斷控制寄存器，如圖3所示。
①三組事件中斷子屏蔽寄存器（EVIMRA/EVIMRB/EVIMRC），用以屏蔽對應(yīng)的事件管理器中斷。EVIMRi(i=A,B,C)各位的意義基本與IMR一致。
②三組事件中斷子標(biāo)志寄存器（EVIFRA/EVIFRB/EVIFRC），用以指示對應(yīng)的事件管理器中斷。EVIFRi(i=A,B,C)各位的意義基本與IFR一致。
對于系統(tǒng)模塊中斷，其各個(gè)中斷事件的中斷屏蔽位和中斷標(biāo)志位由各個(gè)專用的分級模塊寄存器提供。如SCI中斷，其掃收中斷RXINT的屏蔽與使能由SCI模塊內(nèi)的控制寄存器SCICLT2的中斷位RX/BKEN設(shè)置。當(dāng)接收中斷產(chǎn)生后，SCI的接收狀態(tài)寄存器SCIRXST的RXRDY位置1，以表示接收中斷產(chǎn)生。
圖4 可屏蔽中斷的多中斷任務(wù)響應(yīng)處理示意圖
另外，值得注意的是，DSP內(nèi)核的ST0狀態(tài)寄存器中還有一個(gè)中斷總屏蔽位-INTM。INTM為0時(shí)，開中斷，允許沒有被屏蔽的中斷使能；INTM為1時(shí)，則禁止所有可屏蔽中斷。
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