ARM S3C2410X系统中断编程机制的研究与应用

　　本文介绍了ARM S3C2410X系统的异常中断响应和返回过程，重点讨论了ARM S3C2410X系统中采用IRQ响应外设向CPU请求服务的中断编程机制，并用一个实例展示这种中断编程机制的应用。

　　引言

　　在嵌入式系统中外部设备的功能实现主要是靠中断机制来实现的,即将设备功能程序的实现以中断服务子程序的形式进行组织。中断功能可以解决CPU内部运行速度远远快于外部总线速度而产生的等待延时问题。因此实现中断的响应,解析中断源跳转和中断返回等操作成为编程的关键。这也是困扰初学者的一个难题。中断处理的编程实现需要深入了解ARM内核和处理器本身的中断特征，从而设计一种快速简便的中断编程机制。

　　1 S3C2410X系统的异常中断

　　S3C2410X是基于ARM920T内核处理器。该系统提供的FIQ和IRQ异常中断用于外部设备向CPU请求服务，一般情况下都是采用IRQ。S3C2410X系统中通常在存储区的低端固化了一个32字节的硬件中断向量表，用来指定各异常中断及其处理程序的对应关系。

　　当一个异常出现后, S3C2410X系统中ARM处理器对异常中断的响应过程如下：

　　(1) 保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位。将当前程序状态寄存器CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR寄存器中。

　　(2) 设置当前程序状态寄存器CPSR中相应的位。包括设置CPSR中的位，使处理器进入相应的执行模式;设置CPSR中的位，禁止IRQ中断，当进入FIQ模式时，禁止FIQ中断。

　　(3) 将寄存器lr_mode设置成返回地址。

　　(4) 将程序计数器值(PC)，设置成该异常中断的中断向量地址，从而跳转到相应的异常中断处理程序执行。

　　从异常中断处理程序中返回包括下面两个基本操作：

　　(1) 恢复被中断的程序的处理器状态，即将SPSR_mode寄存器内容复制到当前程序状态寄存器CPSR中。

　　(2) 返回到发生异常中断的指令的下一条指令处继续执行，即将lr_mode寄存器的内容复制到程序计数器PC中。

　　当异常中断发生时，程序计数器PC所指的位置对于各种不同的异常中断是不同的，同样，返回地址对于各种不同的异常中断也是不同的。例外的是复位异常中断处理程序不需要返回，因为整个应用系统是从复位异常中断处理程序开始执行的。

　　2 S3C2410X系统的中断编程机制

　　如前所述，S3C2410X系统一般采用IRQ异常中断来帮助外部设备向CPU请求服务。S3C2410X系统可接受32个异常中断源，同时也构成了一个IRQ中断向量表。在该表中可以放置自己编写的对应中断源的中断服务程序入口地址。S3C2410X系统的中断编程就是基于这张IRQ中断向量表来进行。具体步骤是：