[发明专利]适用于控制具有不同关键程度的中断请求的执行的中断控制功能

说明书

技术领域

本发明涉及处理器中中断执行的控制，尤其涉及控制设计为在系统中同时支持关键和非关键进程的处理器。

背景技术

大多数普通处理系统，诸如个人计算机，不需要处理严格的实时需求。虽然有一些诸如媒体流的应用将重要的处理负载强加在处理器上，但是如果短时间内需求超过机器的处理能力，则会在重播的媒体流中导致观众易于忽略的较小伪像(假设有足够的差错恢复措施)。另一方面，这样的系统重视灵活性而且常常使用诸如Microsoft Windows或Linux这样的“开放式操作系统”。这些系统允许任何人编写在任何运行这样的操作系统的计算机上运行的软件，而不管它的硬件规格如何。结果是在不同的应用中常常存在冲突；而且通常使用者会发现，由于假定的和实际的硬件性能和配置之间的不同，很难使一软件正确地工作。

同样还有一些处理器应用，其中处理器需要处理严格的实时约束，而故障的后果会(有时简直)是致命的。示例为飞机的飞行控制系统；引擎管理系统；以及移动通信设备中使用的处理器。在这些应用中通常极为仔细地控制允许在处理器中运行的软件；要经过严格的测试；并且常常对硬件做隔离，使得非关键性的软件运行于其他处理器上。

在诸如移动电话的应用中，还存在使用诸如Linux这样的开放式操作系统的压力，以使一些应用由其他设备“移植”到电话上变得容易，并且扩大可以生成应用软件的编程者的范围。同时，还存在减少电话中硬件的数量以最小化成本和功耗的压力，从而导致需要在同一处理器核上的开放式操作系统下运行应用，该处理器核还要执行关键实时软件。

一实时的定时关键系统通常会具有需要在同一处理器上支持的多重中断源和多重任务。与任务相比较，有可能给予中断优先权，从而不会危及关键的操作。中断可被赋予相对彼此的不同优先级，而处理器将响应于这些优先级，从而总是优先处理具有较高优先级的中断，当前较低优先级的中断的中断服务例程(ISR)被延迟并在较高优先级中断的ISR完成后再来完成。这样，不同优先级的两个或多个中断可相互取代(pre-empt)，并使得处理器中的延迟ISR嵌套。任务同样可以赋予不同的相对优先级，而处理器的操作系统在执行这些任务时会考虑这些优先级。然而，处理器的中断功能总是会赋予中断优于任务的优先级，这种安排确保所有中断和任务的等待时间最小化，同时中断和任务的任何等待时间和执行时间是一致的。

然而，如果额外的非关键应用要由同一处理器来支持，并且这些应用同样包括相应的中断和任务，就只能在与关键系统的中断和任务相同的基础上来支持这些应用，而由此处理器中的中断功能将自动赋予这些非关键应用优于关键系统任务的优先级别，这样就可能危及关键系统的性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种配置，它允许关键和非关键进程在同一处理器核上运行而不危及关键进程的操作。

依照本发明，这通过如下方式实现：提供适于控制一处理器对不同临界状态的中断请求的执行的中断控制功能，该处理器在一计算机操作系统的控制下被要求执行不同临界状态的任务，该中断控制系统适于识别关键的和非关键的源自不同中断源的中断请求，并且适于识别何时该处理器被要求来执行各个关键和非关键任务，该中断控制系统适于将关键中断请求传递给该处理器以优先于非关键中断请求来执行，在非关键中断请求与关键中断请求共存或该处理器被要求执行关键任务时阻止非关键中断请求到达处理器，并在非关键中断请求不与任何关键中断请求共存并且处理器没有要执行的关键任务时，将非关键中断请求传递给处理器。

由此，本发明包括将中断分为关键和非关键中断，以及将任务分为关键和非关键任务，并提供一中断控制功能，它赋予关键中断绝对优先权，然后赋予关键任务优于非关键中断和非关键任务的优先权。这样，关键系统的等待时间需求可得到满足。

该中断控制功能可被实现为软件，但是较佳地是用硬件实现，并接收全部的中断请求并根据所请求的优先级将这些中断请求传递给处理器。因此，在关键和非关键中断之间的优先级的控制对处理器本身来说是一个透明的进程，并且在处理器中没有开销需求。

附图说明

现参照附图作为示例来描述本发明，在附图中：

图1是示出结合根据本发明的一中断控制功能的一时序关键系统的示意图；

图2是示出图1的时序关键系统中所进行操作概观的示图；

图3是示出图1的系统处理多重关键ISR的操作的示图；

图4是示出图1的系统处理关键ISR和关键任务的操作的示图；

图5是示出图1的系统处理关键任务和非关键ISR的操作的示图；