Таблица векторов прерываний

Таблица векторов Cortex начинается с нижней части адресного пространства. Однако таблица векторов начинается не с нулевого адреса. а с адреса 0×4, т. к. первые четыре байта используются для хранения начального адреса указателя стека. Таблица векторов исключительных ситуаций содержит адреса, которые загружаются в счетчик программы, когда микропроцессор переходит в исключительную ситуацию.

Каждый из векторов прерываний занимает 4 байта и указывает на начальный адрес каждой конкретной процедуры обработки прерывания. Первые 15 векторов — адреса обработки исключительных ситуаций, возникающих в ядре Cortex. К ним относятся вектор сброса, немаскируемое прерывание, управление авариями и ошибками, исключительные ситуации отладочной системы и прерывание таймера SysTick. Набор инструкций Thumb-2 также поддерживает инструкцию. выполнение которой приводит к генерации исключительной ситуации. Начиная с 16 вектора, следуют адреса обработки прерываний пользовательских У ВВ. Их назначение зависит от каждого конкретного производителя. В программе таблица векторов обычно приводится в отдельном файле и содержит адреса процедур обработки прерываний (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Программирование векторов прерываний.

Например, если используется прерывание таймера SysTick, то объявление на Си процедуры обработки прерывания выполняется следующим образом (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Программирование обработчика прерываний.

Теперь, когда сконфигурирована таблица векторов и объявлена процедура обработки прерываний, мы можем настроить NV1C на обработку прерывания таймера SysTick. Обычно для этого выполняют две операции: задается приоритет прерывания, а затем разрешается источник прерывания. Регистры NVIC расположены в области системных ресурсов Cortex-МЗ, и доступ к ним возможен при работе микропроцессора только в привилегированном режиме.

Настройка внутренних исключительных ситуаций процессора выполняется с помощью регистров системного управления и системных приоритетов, а пользовательских УВВ — с помощью регистров IRQ. Прерывание SysTick является внутренней исключительной ситуацией процессора Cortex и поэтому управляется через системные регистры. Некоторые внутренние исключительные ситуации постоянно разрешены. К ним относятся прерывание по сбросу, немаскированное прерывание, а также прерывание таймера SysTick, поэтому никаких действий с NVIC по разрешению этого прерывания делать не нужно. Для настройки прерывания SysTick нам необходимо активизировать сам таймер и его прерывание с помощью соответствующего регистра управления.

Приоритет каждой внутренней исключительной ситуации Cortex можно задать в системных регистрах приоритета. У исключительных ситуаций Reset, NMI и hard fault он фиксированный. Этим гарантируется, что ядро всегда будет переходить к обработке известной исключительной ситуации. У всех остальных исключительных ситуаций имеется восьмибитное поле, которое расположено в трех системных регистрах приоритета. Микроконтроллеры STM32 используют только 16 уровней приоритета, поэтому у них активны только 4 бита этого поля. Однако важно запомнить, что приоритет устанавливается четырьмя старшими битами.

Каждое пользовательское УВВ управляется через блоки регистров IRQ. У каждого такого УВВ имеется бит разрешения прерывания. Все эти биты находятся в пределах двух 32-битных регистров установки разрешения прерываний. Для отключения источника прерывания предусмотрены отдельные регистры отмены разрешения прерываний. У NVIC также имеются регистры отправленных и активных прерываний, которые позволяют отследить состояние источника прерывания.

У каждого источника прерывания имеется бит разрешения, как в NVIC, так и в УВВ. У микроконтроллера STM32 используется 16 уровней приоритетов. Всего предусмотрено 16 регистров приоритета. Каждый из них разделен на четыре 8-битных поля для задания приоритета. Каждое поле связано с конкретным вектором прерывания. У микроконтроллера STM32 используется только половина такого поля, т. к. реализовано только 16 уровней приоритета. Однако необходимо помнить, что активные биты приоритета находятся в старшей тетраде поля. По умолчанию поле приоритета определяет 16 уровней приоритета, причем уровень 0 — высший приоритет, а 15 — низший. Поле приоритета также можно представить в виде групп и подгрупп приоритета. Это не добавляет дополнительных уровней приоритета, просто облегчает управление ими при необходимости задания в поле.

PRIGROUP регистра прикладных прерываний и управления сбросом большого числа прерываний. Поле PRIGROUP разделяет уровни приоритетов на группы и подгруппы. Это необходимо для повышения программной абстракции при работе с большим числом прерываний. Трехбитное поле PRIGROUP управляет разделением 4-битных полей приоритета на группы и подгруппы. Например, запись в PRIGROUP числа 3 приведет к созданию двух групп с 4 уровнями приоритетов в каждой. После этого вы можете в программе выполнить определения высокоприоритетной и низкоприоритетной групп прерываний. В рамках каждой группы можно задавать подуровни, в т. ч. низкий, средний, высокий и очень высокий. Ранее уже говорилось, что это позволяет более абстрактно смотреть на структуру прерываний и помогает программисту управлять большим числом прерываний. Конфигурация прерываний УВВ очень похожа на конфигурацию внутренних исключительных ситуаций процессора Cortex.