中斷方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 - Spartan6芯片μC/OS-II的可搶占式嵌套中斷機(jī)制的正確性與可行性的驗(yàn)證

在硬件平臺中設(shè)置定時(shí)器每1 ms發(fā)生一次中斷，定時(shí)器的中斷優(yōu)先級較高。串口不定時(shí)地接收到數(shù)據(jù)，接收到一次數(shù)據(jù)發(fā)生一次串口接收中斷，定時(shí)器中斷優(yōu)先級高于串口接收中斷優(yōu)先級。當(dāng)中斷被觸發(fā)后相應(yīng)的中斷信號的電平由低變高，中斷處理函數(shù)完成中斷相關(guān)處理后，中斷信號由高電平回復(fù)為低電平。將定時(shí)器中斷信號與串口接收中斷信號分別引出，并接示波器觀察。圖2中，示波器通道1是定時(shí)器中斷波形，通道2是串口接收中斷波形。如圖1所示，定時(shí)器中斷先被觸發(fā)，串口中斷后被觸發(fā)，CPU處理完定時(shí)器中斷后才去處理串口中斷的處理程序。圖3中，示波器通道1是定時(shí)器中斷波形，通道2是串口接收中斷波形。如圖2所示，串口接收中斷先被觸發(fā)，定時(shí)器中斷后被觸發(fā)，CPU中止串口中斷處理程序而轉(zhuǎn)入定時(shí)器中斷的處理程序，定時(shí)器中斷處理程序執(zhí)行結(jié)束后，繼續(xù)執(zhí)行串口中斷的處理程序。

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圖2 低優(yōu)先級中斷不能搶占高優(yōu)先級中斷示意圖

由圖2和圖3可以明確得出結(jié)論，低優(yōu)先級中斷不能打斷高優(yōu)先級中斷，需要高優(yōu)先級中斷處理結(jié)束后，才處理低優(yōu)先級中斷；反之高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷。也就是說中斷的可搶占功能得到了充分的驗(yàn)證。由于示波器無法明確捕捉到中斷嵌套的實(shí)現(xiàn)，因此在中斷程序代碼中加標(biāo)志位計(jì)數(shù)，進(jìn)入中斷時(shí)，標(biāo)志位加1，退出時(shí)標(biāo)志位減1；并將標(biāo)志位的數(shù)值打印出來，以檢測進(jìn)入同一中斷的的次數(shù)。打印信息證明，中斷嵌套可以正確穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)，實(shí)際運(yùn)用中結(jié)合工程實(shí)際情況，兼顧系統(tǒng)穩(wěn)定與運(yùn)行效率，把嵌套次數(shù)設(shè)置為3，既能滿足現(xiàn)場運(yùn)行的需要又能防止中斷嵌套占用過多的資源。

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圖3 高優(yōu)先級中斷可以搶占低優(yōu)先級中斷示意圖

結(jié)語
通過上述對基于Spartan6芯片μC/OSII操作系統(tǒng)的可搶占、可嵌套的中斷方法的實(shí)現(xiàn)描述，并通過搭建測試平臺，由示波器輸出波形以及計(jì)數(shù)器打印信息等手段的驗(yàn)證，基于Spartan6芯片μC/OSII操作系統(tǒng)的可搶占、可嵌套的中斷方法的實(shí)現(xiàn)解決了原有系統(tǒng)中無法區(qū)分中斷優(yōu)先級而產(chǎn)生的問題，性能可靠，完全符合產(chǎn)品開發(fā)的要求。同時(shí)，在硬件平臺的長時(shí)間運(yùn)行過程中其性能穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)等異常情況。此方法方便移植，通用性強(qiáng)，為解決同類問題提供了思路，避免了針對同樣問題的重復(fù)開發(fā)，減少了工作量，提高了效率。

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孫豐祥(工程師),從事繼電保護(hù)平臺研究。