ARM硬件中断为什么要用协处理器 ARM硬件中断为何需协处理器

1、ARM中断机制的基本概念

在ARM处理器的工作过程中，软件和硬件中的某些事件会导致处理器停止正在执行的操作并执行一个称为异常处理程序的程序。这种异常在ARM中被称为中断。中断可以由外部设备、处理器本身或程序直接触发。

当一个中断被触发时，处理器暂停正在执行的程序并切换到特殊的处理模式，即中断模式。在中断模式下，处理器执行与异常类型相关的特定异常处理程序。在完成异常处理程序后，处理器返回到先前的模式并继续执行中断前的程序。

2、ARM中断处理过程中需要使用协处理器的原因

在ARM中，处理器需要将当前的状态信息保存起来，以便在中断处理完成后恢复。为此，ARM提供了一组特殊的寄存器，称为Saved Program Status Registers（SPSR），它们用于保存执行中断期间的状态信息，并在中断处理结束后将状态恢复到中断之前的状态。

然而，当处理器在中断模式下执行异常处理程序时，处理器需要执行一些额外的操作，例如访问设备控制器或执行某种计算。由于这些操作可能与当前程序的指令集不同，在ARM中，需要使用协处理器来处理这些操作。

3、ARM协处理器的工作原理

协处理器是一种专用于处理某些类型操作指令的处理器。在ARM中，协处理器与主处理器共享总线和内存系统，但是协处理器可以独立执行指令，而无需主处理器的干预。

当处理器在中断模式下执行异常处理程序时，协处理器可以执行独立于主处理器的指令序列。因此，协处理器可以在执行指令序列时访问外部设备控制器或执行复杂的计算，而不会影响主处理器的执行。

4、协处理器在ARM中断处理中的具体应用

ARM中断处理中的一个典型应用是外部设备中断。当外部设备触发中断时，中断控制器将发送一个信号到处理器，处理器将中断处理程序推入处理器堆栈并执行该程序。在执行中断处理程序的过程中，协处理器可以执行一些特定的操作，例如发送数据到外部设备或从外部设备接收数据。

与一般的计算机系统相比，ARM处理器的优势在于其硬件设计中处理器核心和附加的硬件模块的组织方式。通过引入协处理器，ARM处理器可以很好地利用硬件资源，提高对硬件中断的处理效率。