TMS320F24x的實時多中斷任務處理

摘要：TMS320F240是TI公司定點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上，探討該系列芯片在實時多中斷任務處理的軟件編程過程中的實現(xiàn)方法，并給出具體的應用實例。

引言

TMS320F240內(nèi)部集成了完善的外圍設備，包括2個10位的A/D轉(zhuǎn)換器和1個串口通信接口模塊（SCI），以及其獨有的、可提供3個16位的定時器，3個單比較單元和3個全比較單元的事件管理器（event manager）單元。F240芯片采用多個中斷源共享DSP內(nèi)核同一中斷級的中斷結構，與常用的數(shù)學控制芯片相比，它提供了更多的中斷源，可以滿足對復雜控制對象的實時多中斷任務處理要求，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)的特點及中斷響應過程

1.1 TMS320F240的中斷系統(tǒng)的特點

TMS320F240芯片中斷系統(tǒng)的基本特點是：通過賦予每個中斷源以不同的優(yōu)先級，使多個中斷源可以共享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)核進行處理的。對可屏蔽中斷，DSP內(nèi)核只提供了6個可屏蔽的中斷級（INT1～INT6）。而F240的可屏蔽中斷源大大超過了6個（例如：僅F240器件的3個通用定時器就有12個可屏蔽中斷源，用戶可使用的中斷源則多達36個）。所以，在F240中，這6個中斷級中的每一個都會被多個中斷源共享，即F240在實現(xiàn)多中斷任務時，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。當多于一個的硬件中斷被觸發(fā)掛起時，F(xiàn)240將根據(jù)優(yōu)先級別的高低順序執(zhí)行相應的中斷服務子程序。F240器件可以識別下列4種類型的中斷源：

①復位中斷；

②由6個外部引腳（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處理進行詳細分析。

1.2 TMS320F240多級中斷寄存器的結構

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～INT6）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）。當要屏蔽某硬件中斷時，就把相應位清0；當要開放某硬件中斷時，就把相應位置1，并且它的每一位不受硬件復位的影響。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表示復位后這位為0。

②中斷標志寄存器（IFR）。它包含用以指示INT1～INT6中斷級中，已經(jīng)發(fā)送至CPU的可屏蔽中斷請求的標志位，地址為0006h，各位情況如圖2所示。當有一個可屏蔽中斷到達CPU時，IFR的相應標志位就置1，表明相應中斷（INT1～INT6）正在被掛起或正在等待響應。將1寫入到相應的標志位，可清除相應位，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時把這位清為0，-0表示復位后這位為0。

（2）外設備中斷源分級控制寄存器

由外設產(chǎn)生的每一個特定中斷源，DSP都提供兩個相應的分級控制寄存器，包括一個子標志位中斷控制寄存器和一個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，每個中斷源都有相應的中斷控制寄存器，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志寄存器（EVIFRA/EVIFRB/EVIFRC），用以指示對應的事件管理器中斷。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，其各個中斷事件的中斷屏蔽位和中斷標志位由各個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設置。當接收中斷產(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響應處理示意圖

另外，值得注意的是，DSP內(nèi)核的ST0狀態(tài)寄存器中還有一個中斷總屏蔽位-INTM。INTM為0時，開中斷，允許沒有被屏蔽的中斷使能；INTM為1時，則禁止所有可屏蔽中斷。

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