mini6410中断控制器-VIC中断控制器

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提示：如果读者对ARM中断机制不是很理解，建议先阅读本人其它三篇文章：

S3C2440系统中断

ARM处理器异常处理

ARM系统中断产生流程

 

一、概述

S3C6410中断控制器由两个VIC（Vectored Interrupt Controller， ARM PrimeCell）组成和两个TZIC’s（TrustZone Interrupt Controller SP890）。

两个TZIC’s和VIC’s很好的接合起来支持64个中断源。但是单从三星提供的硬件手册上，很彻底了解VIC中断的工作方式，还需要从ARM公司下载VIC控制器说明手册，ARM PrimeCell Vectored Interrupt Controller (PL192)，通读该手册才能帮助我们很好理解VIC中断控制原理。

二、特点

S3C6410的向量中断控制器的特性如下：

l  每个VIC控制器包含32向量中断

l  固定的硬件中断优先级别

l  可编程的中断优先级

l  支持硬件的中断优先级屏蔽

l  可编程的硬件的中断优先级屏蔽

l  可产生一般中断和快速中断

l  可产生软件中断

l  原生的中断状态

l  中断请求状态

l  支持特权模式来限制访问

如图1-1所示。

图1-1 S3C6410的中断控制器

 

三、中断源

S3C6410中断源如下表所示：

表1-1 中断源

 

四、VIC寄存器

VIC0的基址是0x71200000，VIC1的基址是0x71300000

控制寄存器地址 = 偏移地址 + VICn基址

 

1.       中断状态寄存器

当使能对应中断及选择了其中断类型为一般中断，该寄存器表示对应中断状态，表示有无中断产生。

 

2.       快速中断状态寄存器

当使能对应中断及选择了其快速中断类型，该寄存器表示对应中断状态，表示有无快中断产生。

 

3.       中断前状态寄存器

 

 

4.       中断选择寄存器

选择对应的中断信号类型为一般中断还是快速中断。

 

5.       中断使能寄存器

使能对应的中断信号，使能中断信号只能通过该寄存器，如果禁用中断使用VICxINTENCLEAR寄存器，在系统重置后，所有中断都默认被禁用。

 

6.       中断源禁用寄存器

该寄存器用来清除VICxINTENABLE寄存器启用的中断信号。

 

7.       软件中断寄存器

 

8.       软件中断源清除寄存器

 

9.       保护模式使能寄存器

默认禁用保护模式，通过写入1开启了保护模式，只有特权模式下才可以访问所有的中断寄存器。

 

10.   软件优先级屏蔽寄存器

是否开启软件中断优先级。

 

11.   链式向量优先级寄存器

 

12.   向量中断处理程序地址寄存器

每个寄存器对应一个中断源的ISR处理程序地址。

 

13.   向量中断优先级寄存器

 

14.   向量地址寄存器

该寄存器里存放的是当前正在处理的ISR中断服务例程的地址。当前正在处理中断时，只能从该寄存器里读取其值，在处理完中断时向该寄存器里写入任何值都可以清除其值。

 

 

二、外部中断

1.       GPIO

S3C6410包含有187个多功能输入/输出引脚。按组分类为17个端口。如下表所示。

特性

l  支持127个外部中断

l  187个多功能引脚

l  在睡眠模式控制引脚的状态（除了引脚GPK, GPL, GPM和GPN）

 

 

由于127个引脚都可以用来产生外部中断，因此S3C6410为了方便管理不同的外部引脚作为中断源，将其分为10组。

 

外部中断由0~9共10组中断信号组成。只有外部中断组0可在系统停止或睡眠模式时进行唤醒。在空闲模式时，任何中断信号都可以唤醒系统。

表1-2列出了外部中断控制寄存器。外部中断组0中的中断信号拥有专用的引脚，相对于其它中断组来说，该组中的每一个中断信号可以进行详细设置。如表1-2所示。

表1-2 外部中断源分组

 

2.       外部中断号

设置对应GPIO为外部中断引脚功能，并设置了外部中断的触发方式后，当外部中断产生时，中断信号如果没有被对应屏蔽寄存器屏蔽掉（外部中断组0为EINT0MASK，其它中断组为EINTxxMASK），会进入到外部中断源挂起寄存器（外部中断组0为EINT0PEND，其它中断组为EINTxxPEND），如果这时有多个外部中断信号产生，要进行中断优先级的仲裁。

通过设置PRIORITY寄存器来设置10个中断组是否进行优先级的轮转，通常我们采用默认值即可。

 

图xxx优先级仲裁图

经过优先级仲裁出的最高优先级中断信号进入到VIC控制器中。由表xxx 中断源可知， 127个外部中断信号在VIC控制器中只有5个共享复用信号INT_EINT0~INT_EINT4与之对应。其中对应关系如下表所示。

因此，如果CPU被外部中断信号打断后对应INT_EINT0~INT_EINT4中一位产生中断信号，通过该信息还不足以确认中断信号源来自哪里，还要去判断外部中断源挂起寄存器。

 

 

 

 

Start.S

;led_on Michaeltang 2011-05-11


 EXPORT INIT
  AREA  INIT,CODE,READONLY    ;该伪指令定义了一个代码段，段名为INIT2440，属性只读
 ENTRY

 

Reset           ; 复位异常处理入口

; #################################
; set ROM size
;
   ldr r0, =0x70000000
   orr r0, r0, #0x13
   mcr p15,0,r0,c15,c2,4 
 
 ;关闭看门狗
    
    IMPORT disable_watchdog
    bl disable_watchdog
    
    IMPORT disable_interrupt
    bl disable_interrupt
        
    IMPORT system_clock_init
    bl system_clock_init
    
    IMPORT mem_init
    bl mem_init

    ldr sp, =0x52000000
   
    msr cpsr_cxsf, #0xd2    ; 切换到中断模式下
   ldr sp, =0x51000000     ; 设置中断模式栈指针
   msr cpsr_cxsf, #0x13    ; 返回管理模式
   

    IMPORT xmain
    bl xmain
    
loop
  b loop
    
;***********************************************************************
; 中断处理
;*********************************************************************** 

; K1 press irq
   EXPORT asm_handle_k1_irq
asm_handle_k1_irq
   sub lr,lr,#4      ; 修正返回地址
   stmdb sp!,{r0-r12,lr}    ; 保存程序执行现场
   ldr lr,=isr_return     ; 设置中断处理程序返回地址
   IMPORT __do_k1_irq
   ldr pc,=__do_k1_irq     ; 跳入中断处理程序
 
 
; timer0 press irq
   EXPORT asm_handle_tmr0_irq
asm_handle_tmr0_irq
   sub lr,lr,#4      ; 修正返回地址
   stmdb sp!,{r0-r12,lr}    ; 保存程序执行现场
   ldr lr,=isr_return     ; 设置中断处理程序返回地址
   IMPORT __do_tmr0_irq
   ldr pc,=__do_tmr0_irq     ; 跳入中断处理程序

isr_return        ; 中断处理返回标签
   ldmia sp!,{r0-r12,pc}^    ; 恢复程序执行现场，返回继续执行
     END                         ;程序结束符 

 

 

init.c
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#define GPNCON    (*(volatile unsigned long *)0x7F008830) 
#define GPNPUD    (*(volatile unsigned long *)0x7F008838)

#define EINT0CON0   (*(volatile unsigned long *)0x7F008900) 
#define EINT0MASK   (*(volatile unsigned long *)0x7F008920) 

#define VIC0IRQSTATUS (*(volatile unsigned long *)0x71200004 )
#define VIC0INTSELECT (*(volatile unsigned long *)0x7120000C)
#define VIC1INTSELECT (*(volatile unsigned long *)0x7130000C)

#define VIC0INTENABLE (*(volatile unsigned long *)0x71200010)
#define VIC1INTENABLE (*(volatile unsigned long *)0x71300010)

#define VIC0INTENCLEAR (*(volatile unsigned long *)0x71200014)
#define VIC1INTENCLEAR (*(volatile unsigned long *)0x71300014)
#define VIC0VECTADDR (*(volatile unsigned long *)0x71200100)


#define INT_EINT0_BIT 0

#define INT_TIMER0_BIT 23

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
extern void asm_handle_k1_irq(void);
extern void asm_handle_tmr0_irq(void);

typedef void (fnc_t) (void);
fnc_t ** isr_array = (fnc_t**)0x71200100;

void irq_init()
{

  __asm{
      mrc p15,0,r0,c1,c0,0;  
        orr r0,r0,#(0x1000000);
        mcr p15,0,r0,c1,c0,0; 
    }

 // configure GPN0 as EINT0
 GPNCON &= (~0x2);
 GPNCON |= 0x2;
 GPNPUD &= ~(0x3);     
 
 // K1, K2 falling edge trigged
 EINT0CON0 &= (~0x3);
 EINT0CON0 |= 0x3;
 
 // Enable EINT0 irq
 EINT0MASK &= (~0x1);
 
 // Select INT_EINT0 mode as irq
 VIC0INTSELECT &= (~(1<<INT_EINT0_BIT | 1<<INT_TIMER0_BIT));
 
 // init the isr addr
 isr_array[INT_EINT0_BIT] = (fnc_t*)asm_handle_k1_irq;
 isr_array[INT_TIMER0_BIT] = (fnc_t*)asm_handle_tmr0_irq;
 
 // enable INT_EINT0
 VIC0INTENABLE |= (1<<INT_EINT0_BIT | 0x1<<INT_TIMER0_BIT);
 
 printk("irq init OK\r\n");

}

 

handle_irq.c

//====================================================

#define VIC0ADDRESS  (*(volatile unsigned long *)0x71200F00)
#define VIC1ADDRESS  (*(volatile unsigned long *)0x71300F00)
#define EINT0PEND   (*(volatile unsigned long *)0x7F008924)
#define TINT_CSTAT (*(volatile unsigned long *)0x7F006044)  


extern int printk(char*);

/* 系统中断处理函数 */
#define clear_irq()  \
do{      \
 VIC0ADDRESS = 0; \
 VIC1ADDRESS = 0; \
}while(0)

void __do_k1_irq(void)
{
 printk("do_irq\r\n");
 
 // clear K1 irq
 EINT0PEND = 1;
 // clear VICADDRESS   
 clear_irq();
}

void __do_tmr0_irq(void)
{
 printk("Timer0 irq occur\r\n");  
 // clear timer0 irq
 TINT_CSTAT |= 1<<5;
 // clear VICADDRESS
 clear_irq();
 return ;
}

 

main.c

//===================================================

#define GPKCON  (*(volatile unsigned long *)0x7F008800) 
#define GPKDAT  (*(volatile unsigned long *)0x7F008808)
#define LED_BIT (1<<5 | 1<<6 | 1<<7 | 1<<8)

extern void uart_init(void);
extern void irq_init(void);
extern void timer0_init(void);
extern int printk(const char* str);
extern void led_run(void);

int led_on() 
{ 
 GPKCON &= 0xFFFF0000;   //设置GPB5~8为输出口 
 GPKCON |= 0x11110000;
 GPKDAT  = 0;     //令LED亮灯
 printk("led_on\n\r");
 return 0; 
}

int xmain(){
 uart_init();
 printk("uart_init OK\n\r");
 led_on();
 irq_init();
 timer0_init();
 led_run();
 return 0;
}


 

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