在计算机领域,中断是指在CPU执行程序的过程中,暂停正在执行的程序,转而去执行处理器外部设备请求的程序的过程。外设通过向CPU发出中断请求,在CPU完成当前操作后,转而响应中断请求服务。
中断可以分为外部中断和内部中断,内部中断是由程序内部所产生的中断,外部中断则是由外部设备所产生的中断。本文主要阐述ARM的外部中断。
ARM是一种基于RISC指令集的微处理器,广泛应用于移动设备、培训板卡、嵌入式领域等。在ARM架构中,外设的中断请求通过IRQ信号对CPU进行引脚中断的通知,从而让CPU暂停当前任务,去执行中断处理程序。
ARM的中断控制器(Interrupt controller)中有一个叫VIC(Vectored Interrupt Controller)的模块,它可以支持中断优先级的设置、中断屏蔽、中断确认等功能,可有效引导中断响应。
ARM的外部中断实现方式有两种:基于外部中断引脚的中断和基于内部定时器的定时中断。
1)基于外部中断引脚的中断:
在ARM中,使用GPIO通用输入输出引脚进行中断的方式。外部设备通过对GPIO输出的电平进行变化(如高电平变低电平或低电平变高电平)来产生外部中断请求。CPU依赖VIC(Vectored Interrupt Controller)来检测请求,并对请求进行优先级排序,最终执行相应的中断处理程序。
2)基于内部定时器的定时中断:
ARM还支持内部定时器中断,通常适用于周期性任务。当定时器到达定时时间,就会产生中断请求,从而执行中断服务程序。虽然这种中断方式不依赖GPIO引脚,但需要芯片集成有定时器硬件,而且需要对定时器进行设置。
在工业自动化控制领域,ARM芯片广泛应用于处理PLC、变频器、温度控制器、电机驱动器等外部模块的信号处理,同时也通过物联网技术与云计算相结合,实现大规模的设备联网及数据云端管理。
由于工业自动化控制领域对实时性的要求很高,因此在选择ARM处理器时应该重视其性能表现,比如工作频率、缓存大小、中断响应速度等指标。
ARM的外部中断是一种使ARM CPU暂停当前任务,去执行外部设备发起的任务的机制。本文主要从中断概述、实现方式、应用场景等方面对ARM的外部中断进行了详细的阐述,希望读者能有所收获。