外部中斷處理和內(nèi)部中斷處理的差異性
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在現(xiàn)今SOC設(shè)計中，當(dāng)周邊裝置(Peripheral IP)想要和中央處理器(CPU)溝通時，最常使用的機制是透過中斷(Interrupt)。周邊裝置可觸發(fā)中斷給中央處理器，當(dāng)中央處理器接收到中斷后，則可判斷是由那個周邊裝置觸發(fā)些中斷，接著處理相對應(yīng)的中斷處理程序(ISR，Interrupt Service Routine)，藉此達到彼此溝通的目的。
而AndesCore?在中斷處理方面，共支持兩種模式：內(nèi)部中斷處理器(IVIC Mode，Internal Vector Interrupt Controller)和外部中斷處理器(EVIC Mode，External Vector Interrupt Controller)。其中最大的差異性，即是中斷控制器所存在的位置。在內(nèi)部中斷處理模式下，AndesCore?本身即設(shè)置了一個中斷控制器存在于CPU內(nèi)部，經(jīng)由此中斷控制器來處理相關(guān)中斷的工作。而在外部中斷處理模式下，用戶必須在CPU外部實做一個中斷控制器來處理相關(guān)中斷工作。
除了上述的差異性之外，在硬件方面的整合和軟件方面的應(yīng)用，也存在些許差異性。本文之目的除了介紹這些差異性外，也提供一個簡單的設(shè)計平臺供使用者參考。期望能對使用者有所幫助，也希望讀者不吝指教提供您寶貴的意見。
1. 中斷處理模式介紹
AndesCore?共支持兩種中斷處理模式：內(nèi)部中斷處理器(IVIC Mode，Internal Vector Interrupt Controller)和外部中斷處理器(EVIC Mode，External Vector Interrupt Controller)。以下的介紹將架構(gòu)于AndesCore? N968A-S這顆中央處理器。帶領(lǐng)使用者循序漸進地，了解這兩種中斷處理模式的差異。
1.1 Definition
AndesCore? N968A-S支持兩種中斷處理模式，首先，我們先介紹關(guān)于這兩種模式的定義。
1.1.1 IVIC Mode
AndesCore? N968A-S內(nèi)部設(shè)計了一個中斷控制器，所支持的中斷來源數(shù)目可透過配置來決定。目前最大可支持16個中斷來源，但可擴充至32個。請參考圖表 1。若使用這存在于CPU內(nèi)部的中斷控制器來處理相關(guān)中斷工作時，則為IVIC模式。假若SOC的中斷來源大于32個時，使用者還是可以使用IVIC模式，但是需要將多個中斷來源合為一個中斷訊號線(ex: OR function)，且中斷處理程序(ISR)在該中斷訊號線觸發(fā)時，需要去判斷是由那個中斷來源所觸發(fā)。在N968A-S的IVIC mode之下，每個中斷來源可以選定值為0~3的優(yōu)先權(quán) (priority). 優(yōu)先權(quán)高的中斷來源可以打斷優(yōu)先權(quán)低的中斷來源。
1.1.2 EVIC Mode
假若IVIC模式不符合用戶所設(shè)計的系統(tǒng)，用戶就需要選用EVIC模式。在此模式下，用戶需要額外設(shè)計一個中斷控制器，用來處理周邊裝置和中央處理器之間相關(guān)中斷的工作，作為兩者間溝通的橋梁。
圖表 1. AndesCore? N968A-S 所支持中斷來源數(shù)目
1.1.1 Interruption Vector Entry Points
為了加速中斷處理的時間，AndesCore? N968A-S內(nèi)部實做了一個Interruption Vector Table。將不同的中斷事件分別對應(yīng)到不同的Vector Entry，當(dāng)中斷發(fā)生時，CPU即可判斷中斷是由那個周邊裝置所觸發(fā)，并跳到該中斷所對應(yīng)的Vector Entry，進而執(zhí)行相關(guān)的中斷處理程序(ISR)。
在前面章節(jié)有介紹AndesCore? N968A-S支持兩種不同的中斷處理模式。因此，在不同的中斷處理模式下，也對應(yīng)了不同的Interruption Vector Table。
1.1.1.1 Interruption Vector Table of IVIC Mode
在IVIC模式下，所支持的中斷來源可由用戶來配置，支持的數(shù)目由2個到32個。Interruption Vector Table相關(guān)信息如下：
l 41 entry points (9 exceptions + 32 interrupts)
l Address = IVB.IVBASE + (entry number) * IVB.ESZ
(VEP: Vector Entry Point)
圖表2. Interruption Vector Table of IVIC Mode
1.1.1.1 Interruption Vector Table of EVIC Mode
在EVIC模式下，所支持的中斷來源數(shù)目可達到64個中斷。Interruption Vector Table相關(guān)信息如下：
l 73 entry points (9 exceptions + 64 interrupts)
l Address = IVB.IVBASE + (entry number) * IVB.ESZ
圖表3. Interruption Vector Table of EVIC Mode
1.2 Signal Descriptions
AndesCore? N968A-S 提供相關(guān)中斷訊號線，使得CPU可與周邊裝置或是外部中斷控制器溝通。在EVIC模式下，除了中斷來源訊號線之外，還包含了和外部中斷控制器相互溝通的訊號線，詳細訊號線敘述如下：
其中，evic_ireqval和evic_ireqack這兩個訊號線用來和外部中斷控制器溝通。在IVIC模式下，周邊裝置的中斷訊號可和int_req[N:0]直接整合。當(dāng)周邊裝置觸發(fā)中斷時，相對應(yīng)的int_req訊號會拉起，告知CPU該周邊裝置觸發(fā)了中斷，CPU即會跳到所對應(yīng)的Vector Entry來執(zhí)行相關(guān)的中斷處理程序。
而在EVIC模式下，外部中斷控制器會負(fù)責(zé)處理周邊裝置的中斷訊號。當(dāng)周邊裝置觸發(fā)中斷時，外部中斷處理器會負(fù)責(zé)和周邊裝置溝通，并將相對應(yīng)的中斷訊號(int_req)和中斷需求訊號(evic_ireqval)發(fā)給CPU，當(dāng)CPU接收到中斷時，會將中斷接收訊號(evic_ireqack)拉起，告知外部中斷處理器收到中斷，并去處理相關(guān)中斷處理程序。
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