[发明专利]一种中断加速装置和中断处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及到电子领域，尤其涉及一种中断加速装置和中断处理系统。

背景技术

处理器响应外部事件，一般说来，有两种方法，一为处理器主动查询外 设状态，发现有需要处理的事件，处理器即转入处理相应事件的程序，处理 该事件，待该事件处理完后，继续正常的程序处理。第二种方法是，外部设 备有需要处理的事件，主动向CPU发起处理请求，CPU中断当前正常处理 流程，处理外设请求的事件，处理完外设中断事件后，继续执行先前的程序 流程。这就是中断。

由于中断不需要提前预判，因此是一种更常用的外部事件响应手段，如 在一些需要长时间工作，且有要求省电的设备上，只能采用中断模式。

中断的执行首先要打断CPU的正常执行流程，且中断处理完成后，CPU 还需要回到原执行流程中，并保证原流程的正常执行。由于正常的处理流程 和中断处理流程使用相同的资源，因此中断处理过程前，CPU的现场需要首 先被保护，中断处理完成过后，现场需要被恢复。

另外，一套CPU系统，往往会挂接很多外设，如目前的一些手机DBB 芯片，就有多达128个外设中断。因此，从CPU被触发，进入中断处理流 程，还要进行中断的分发，从128个外设中断中，进行判别，甄别出发生中 断的外设，然后调用外设中断。这是也需要花销CPU不少的时间。

中断的本质是一种异常处理，优先级非常高，任何正常执行的程序流程， 都会被打断。因此，软件设计中，都要求中断程序短小精悍，要追求效率。 对于确需较长时间处理的任务，应该将处理任务单独设计为一个任务或者线 程，中断程序中，只需发出触发任务或者线程工作的消息，然后退出中断程 序。中断程序不可长期占用CPU，导致系统调度的失效。由此看出，中断是 时间如此关键的模块。所以，降低中断处理的系统开销，就显得非常重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中断加速装置和中断处理系统，能 够大大缩短中断处理时间，提高中断响应速度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种中断处理系统，包括：中断控制 器和CPU；还包括中断加速装置；该中断加速装置包括：同步模块、备份寄 存器；中断RAM，用于保存中断向量，以及所述中断向量与中断标识之间 的对应关系；

中断分发判定模块，用于当被所述中断控制器触发时，从中断控制器中 读取中断标识，从所述中断RAM中找到该中断标识对应的中断向量，并将 该中断向量置入CPU中的PC寄存器，置入后发送就绪信号给同步模块；

现场保护恢复模块，用于当被所述中断控制器触发时，将CPU中的CPU 通用寄存器、程序控制状态寄存器和PC寄存器的值保存在所述备份寄存器 中，保存好后发送就绪信号给同步模块；以及在收到所述CPU执行完毕中 断处理例程的通知后，将所述备份寄存器中保存的值写回所述CPU中相应 的寄存器；写入完成后通知所述CPU现场恢复完成；

所述同步模块用于当被所述中断控制器触发时，发送暂停指令给CPU； 以及在收到现场保护恢复模块及中断分发判定模块的就绪信号后发送释放 指令给CPU；

所述CPU用于当收到所述同步模块的暂停指令后，暂停工作；收到所 述同步模块的释放指令后，根据PC寄存器中的中断向量执行相应的中断处 理例程；在执行完所述中断处理例程后通知所述现场保护恢复模块；在收到 现场保护恢复模块的完成现场恢复的通知后继续执行中断前在执行的工作。

进一步的，所述中断分发判定模块具体包括：

采样保持电路、译码电路、先进先出寄存器FIFO及中断标识暂存器；

所述采样保持电路与所述中断控制器、所述译码电路及所述中断标识暂 存器相连，用于当被所述中断控制器触发后，使能所述译码电路，以及所述 中断标识暂存器的读控制位。

所述中断标识暂存器用于在本暂存器的读控制位被使能后，从所述中断 控制器中读取中断标识数据，并发送给所述译码电路。

所述译码电路用于在被使能后，对所述中断标识暂存器发送来的中断标 识数据进行译码，得到本中断加速装置能识别的中断标识；根据该中断标识 在所述中断RAM中找到对应的中断向量的存储位置，然后使能所述FIFO 的读控制位；监控所述FIFO的状态，在该FIFO完成读操作后，使能该FIFO 的写控制位。