TM32中的优先级概念
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STM32(Cortex-M3)中有两个优先级的概念:抢占式优先级和响应优先级,也把响应优先级称作“亚优先级”或“副优先级”,每个中断源都需要被指定这两种优先级。
1.什么是占先式优先级(pre-emption priority)
高占先式优先级的中断事件会打断当前的主程序/中断程序运行—抢断式优先响应,俗称中断嵌套。
2.什么是副优先级(subpriority)
在占先式优先级相同的情况下,高副优先级的中断优先被响应;
在占先式优先级相同的情况下,如果有低副优先级中断正在执行,高副优先级的中断要等待已被响应的低副优先级中断执行结束后才能得到响应—非抢断式响应(不能嵌套)。
3.判断中断是否是被响应的依据
首先是占先式优先级,其次是副优先级;
占先式优先级决定是否会有中断嵌套;
4.优先级冲突的处理
具有高抢占式优先级的中断可以在具有低抢占式优先级的中断处理过程中被响应,即中断的嵌套,或者说高抢占式优先级的中断可以嵌套低抢占式优先级的中断。
当两个中断源的抢占式优先级相同时,这两个中断将没有嵌套关系,当一个中断到来后,如果正在处理另一个中断,这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之 后才能被处理。如果这个两个中断同时到达,则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个;如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等,则根据 他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。
5.STM32中对中断优先级的定义
STM32中指定中断优先级的寄存器位有4位,这4个寄存器位的分组方式如下:
第0组:所有4位用于指定响应优先级
第1组:最高1位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
第2组:最高2位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
第3组:最高3位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
第4组:所以4位用于指定抢占式优先级
NVIC——Nested Vectored Interrupt Controller(嵌套中断向量控制器)
STM32有43个channel的settable的中断源:AIRC(Application Interrupt and Reset Register)寄存器中有用于指定优先级的4bits。这4个bits用于分配pre-emption优先级和sub优先级,在STM32的固件库中定义如下:
//-------------------------------Preemption Priority Group ------------------------------------------------
#define NVIC_PriorityGroup_0 ((u32)0x700) //0 bits for pre-emption priority 4 bits for subpriority
#define NVIC_PriorityGroup_1 ((u32)0x600) //1 bits for pre-emption priority 3 bits for subpriority
#define NVIC_PriorityGroup_2 ((u32)0x500) //2 bits for pre-emption priority 2 bits for subpriority
#define NVIC_PriorityGroup_3 ((u32)0x400) // 3 bits for pre-emption priority 1 bits for subpriority
#define NVIC_PriorityGroup_4 ((u32)0x300) //4 bits for pre-emption priority 0 bits for subpriority
形象化的理解是:你是上帝,造了43个人,这么多人要分社会阶级和社会阶层了;因为“阶级”的词性比较重;“阶层”比较中性,所以pre-emption优先级->阶级;每个阶级内部,有一些阶层,sub优先级->阶层;
如果按照NVIC_PriorityGroup_4这么分,就分为了16个阶级每个阶级有0个阶层;阶级高的人,可以打断阶级低的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1个中断和15级嵌套。每个阶级你来指定这43人中,谁进入该阶级;
一个人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他进入“阶级8”,则
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8;//指定抢占式优先级别1,可取0-15
在同一阶级内部,一个人在做事的时候,另外一个人不能打断他;(pre-emption优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系)。还有,如果他们两个同时想做事,因为没有阶层,那么就根据Vector table中的物理排序,让排名靠前的人去做。
又有1个人SPI1_IRQChannel,设定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //指定抢占式优先级别1,可取0-15
SPI1_IRQChannel的阶级高,EXTI0_IRQChannel做事的时候可以打断(嵌套)。
如果按照NVIC_PriorityGroup_3这么分,就分为了8个阶级(1个阶级是1个preemption优先级),每个阶级内有2个阶层(sub优先级);高阶级的人,可以打断低阶级的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1个中断和7级嵌套。每个阶级(每个preemption优先级),你来指定这43人中,谁进入该阶级;
一个人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他进入“阶级3”,则:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别1,可取0-7
还需要指定他的阶层:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0,可取0-1
另有1个人叫EXTI9_5_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
那么这两个人是同一阶级的兄弟,一个人在做事的时候,另外一个人不能打断他(preemption优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系)。如果他们两个同时想做事,因为前者的阶层高,所以前者优先。
还有一个人叫USART1_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
USART1_IRQChannel的优先级最高,当前面两个人做事的时候,他都可以打断(嵌套)。
依次类推:如果按照NVIC_PriorityGroup_0这么分,那么没有阶级,只有16个阶层了。需要给各个人指定阶层编号。sub优先级的范围0-15当一个人做事的时候,另外的人不能打断他(就没有嵌套了);当多人同时想做事的时候,按照阶层编号的排序,排名靠前的先做事。阶层编号一样的人同时想做事,那么按照Vector Table硬件排序,排名靠前的先做