一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器制造技术

一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器，包括中断接收单元、第一层中断优先级单元、第二层中断优先级单元、第一层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级仲裁器，还包括：第三层中断优先级单元，包含一个中断阈值优先级；第三层中断优先级仲裁器，用于比较第二中断源请求的优先级是否高于中断阈值优先级，当比较结果为是时，输出该第二中断源请求作为有效的中断抢占请求，否则中断抢占请求无效；中断处理单元，用于负责处理中断抢占请求，并利用被响应的中断抢占请求的优先级更新第二层优先级单元中当前正在处理的中断源请求的优先级。本发明专利技术以较小的硬件代价支持中断优先级的动态变化、稳定性和实时性良好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器，包括中断接收单元、第一层中断优先级单元、第二层中断优先级单元、第一层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级仲裁器，还包括：第三层中断优先级单元，包含一个中断阈值优先级；第三层中断优先级仲裁器，用于比较第二中断源请求的优先级是否高于中断阈值优先级，当比较结果为是时，输出该第二中断源请求作为有效的中断抢占请求，否则中断抢占请求无效；中断处理单元，用于负责处理中断抢占请求，并利用被响应的中断抢占请求的优先级更新第二层优先级单元中当前正在处理的中断源请求的优先级。本专利技术以较小的硬件代价支持中断优先级的动态变化、稳定性和实时性良好。【专利说明】一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器
本专利技术属于处理器领域，涉及一种矢量中断控制器。
技术介绍
现有的中断控制器，为了提高中断响应的实时性，允许更高优先级的中断抢占，因此，矢量中断控制器需要支持中断嵌套功能。环境因素变化存在于中断嵌套响应中，比如中断源之间存在共享资源或者低优先级中断迟迟未获得中断响应。为了解决这个问题，矢量中断控制器支持中断优先级动态改变，即将中断源的优先级升高或者降低。例如有三个中断源请求A，B，C，它们的优先级初始化设置为A〈B〈C，且中断源请求的顺序为A>B>C;这样矢量中断控制器形成了中断A嵌套中断B，中断B又进一步嵌套中断C的情况。此时假设应用场景一:中断A优先级升高，并且有新的中断源请求D且优先级比C高但比A低，如果中断源请求D只跟当前中断优先级比较则会产生中断抢占请求，矢量中断控制器可能存在比中断D优先级更高的中断A无法得到及时响应的问题。假设应用场景二:中断C的优先级降低，同时有新的中断源请求D且优先级比C高但比A\B都低，中断源请求D如果只跟当前中断优先级比较则产生中断抢占请求，同样存在比中断D优先级更高的中断A\B无法得到及时响应的问题。这两种场景的潜在冋题是低优先级可能比尚优先级中断先得到系统响应，导致更尚优先级的中断延迟，影响中断响应系统的稳定性和实时性。为了解决中断优先级动态改变导致的实时性问题，ARM提出了一种处理方案，即有新的中断源请求时，将新的中断源的优先级与所有嵌套的中断的优先级进行比较，如果比较结果为高则产生中断抢占请求，否则屏蔽中断抢占请求。这样能够保证高优先级的中断比低优先级中断先得到系统响应，提高了中断响应系统的稳定性和实时性。但是，由于新的中断源优先级需要和所有嵌套的中断的优先级比较，这样会引入比较大的硬件开销，增加硬件成本。
技术实现思路
为了克服已有中断控制方式为了实现稳定性和实时性引入比较大的硬件开销、硬件成本较高的不足，本专利技术提供了一种以较小的硬件代价支持中断优先级的动态变化、稳定性和实时性良好的支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:—种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器，包括:中断接收单元，用于负责采样多个中断源请求；第一层中断优先级单元，包含每个中断源请求的优先级；第二层中断优先级单元，包含一个当前正在处理的中断源请求的优先级；第一层中断优先级仲裁器，用于完成各个有效中断源请求的优先级比较，输出优先级最高的中断源请求作为第一中断源请求；第二层中断优先级仲裁器，用于比较第一中断源请求的优先级是否高于当前正在处理的中断源请求的优先级，当比较结果为是时，输出该第一中断源请求作为有效的第二中断源请求，否则第二中断源请求无效；所述中断接收单元和第一层中断优先级单元之间连接第一层中断优先级仲裁器；所述第一层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元之间连接第二层中断优先级仲裁器；所述矢量中断控制器还包括:第三层中断优先级单元，包含一个中断阈值优先级；第三层中断优先级仲裁器，用于比较第二中断源请求的优先级是否高于中断阈值优先级，当比较结果为是时，输出该第二中断源请求作为有效的中断抢占请求，否则中断抢占请求无效；中断处理单元，用于负责处理中断抢占请求，并利用被响应的中断抢占请求的优先级更新第二层优先级单元中当前正在处理的中断源请求的优先级；所述第二层中断优先级仲裁器和第三层中断优先级单元连接第三层中断优先级仲裁器，所述第三层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元连接中断处理单元。进一步，所述第三层中断优先级单元还包含一个中断阈值有效位;其中，中断阈值优先级的级数和各个中断源请求的优先级级数保持一致。再进一步，所述第三层中断优先级单元中，所述中断阈值有效位和中断阈值优先级接入第三层中断优先级仲裁器；当中断阈值有效位置高时，第二中断源请求的优先级需要高于该中断阈值优先级才产生有效的中断抢占请求；当中断阈值有效位为低时，第二中断源请求不需要和中断阈值优先级进行比较，直接作为中断抢占请求输出。或者是:所述第三层中断优先级单元还包含一个中断阈值有效位和中断向量号，其中，中断阈值优先级的级数和中断源请求的优先级级数保持一致。更进一步，所述第三层中断优先级单元中，所述中断阈值有效位和中断阈值优先级接入第三层中断优先级仲裁器；当中断阈值有效位置高时，第二中断源请求的优先级需要高于该中断阈值优先级才产生有效的中断抢占请求；当中断阈值有效位为低时，第二中断源请求不需要和中断阈值优先级进行比较，直接作为中断抢占请求输出。当第三层中断优先级单元检测到中断处理单元完成该中断向量号对应的中断源请求处理完毕时，自动清除中断阈值有效位。所述第一层中断优先级单元、第二层中断优先级单元和第三层中断优先级单元中的优先级拥有相同的优先级级数。本专利技术的技术构思为:通过设置中断优先级阈值来解决中断优先级动态改变存在的潜在冋题。本专利技术的有益效果主要表现在:通过较小的硬件代价支持中断优先级的动态改变，保证了中断响应系统的稳定性和实时性。【附图说明】图1是是中断优先级阈值寄存器的一个示例图。图2是中断优先级阈值寄存器的另一种示例图。图3是多层优先级控制的矢量中断控制器示意图。图4是矢量中断控制器处理多层中断流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1?图4，一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器，包括:中断接收单元，用于负责采样多个中断源请求；第一层中断优先级单元，包含每个中断源请求的优先级；第二层中断优先级单元，包含一个当前正在处理的中断源请求的优先级；第三层中断优先级单元，包含一个中断阈值优先级；第一层中断优先级仲裁器，连接中断接收单元和第一层中断优先级单元，用于完成各个有效中断源请求的优先级比较，输出优先级最高的中断源请求作为第一中断源请求；第二层中断优先级仲裁器，连接第一层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元，用于比较第一中断源请求的优先级是否高于当前正在处理的中断源请求的优先级，当比较结果为是时，输出该第一中断源请求作为有效的第二中断源请求，否则第二中断源请求无效；第三层中断优先级仲裁器，连接第二层中断优先级仲裁器和第三层中断优先级单元，用于比较第二中断源请求的优先级是否高于中断阈值优先级，当比较结果为是时，输出该第二中断源请求作为有效的中断抢占请求，否则中断抢占请求无效；中断处理单元，连接第三层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元，用于负责处理中断抢占请求，并利用被响应的中断抢占请求的优先级更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持多层中断优先级控制的矢量中断控制器，包括：中断接收单元，用于负责采样多个中断源请求；第一层中断优先级单元，包含每个中断源请求的优先级；第二层中断优先级单元，包含一个当前正在处理的中断源请求的优先级；第一层中断优先级仲裁器，用于完成各个有效中断源请求的优先级比较，输出优先级最高的中断源请求作为第一中断源请求；第二层中断优先级仲裁器，用于比较第一中断源请求的优先级是否高于当前正在处理的中断源请求的优先级，当比较结果为是时，输出该第一中断源请求作为有效的第二中断源请求，否则第二中断源请求无效；所述中断接收单元和第一层中断优先级单元之间连接第一层中断优先级仲裁器；所述第一层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元之间连接第二层中断优先级仲裁器；其特征在于：所述矢量中断控制器还包括：第三层中断优先级单元，包含一个中断阈值优先级；第三层中断优先级仲裁器，用于比较第二中断源请求的优先级是否高于中断阈值优先级，当比较结果为是时，输出该第二中断源请求作为有效的中断抢占请求，否则中断抢占请求无效；中断处理单元，用于负责处理中断抢占请求，并利用被响应的中断抢占请求的优先级更新第二层优先级单元中当前正在处理的中断源请求的优先级；所述第二层中断优先级仲裁器和第三层中断优先级单元连接第三层中断优先级仲裁器，所述第三层中断优先级仲裁器和第二层中断优先级单元连接中断处理单元。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇波，瞿仙淼，毛晗，
申请(专利权)人：杭州中天微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33