中断方法实验验证 - Spartan6芯片μC/OS-II的可抢占式嵌套中断机制的正确性与可行性的验证

在硬件平台中设置定时器每1 ms发生一次中断，定时器的中断优先级较高。串口不定时地接收到数据，接收到一次数据发生一次串口接收中断，定时器中断优先级高于串口接收中断优先级。当中断被触发后相应的中断信号的电平由低变高，中断处理函数完成中断相关处理后，中断信号由高电平回复为低电平。将定时器中断信号与串口接收中断信号分别引出，并接示波器观察。图2中，示波器通道1是定时器中断波形，通道2是串口接收中断波形。如图1所示，定时器中断先被触发，串口中断后被触发，CPU处理完定时器中断后才去处理串口中断的处理程序。图3中，示波器通道1是定时器中断波形，通道2是串口接收中断波形。如图2所示，串口接收中断先被触发，定时器中断后被触发，CPU中止串口中断处理程序而转入定时器中断的处理程序，定时器中断处理程序执行结束后，继续执行串口中断的处理程序。

 

图2 低优先级中断不能抢占高优先级中断示意图

由图2和图3可以明确得出结论，低优先级中断不能打断高优先级中断，需要高优先级中断处理结束后，才处理低优先级中断；反之高优先级中断可以打断低优先级中断。也就是说中断的可抢占功能得到了充分的验证。由于示波器无法明确捕捉到中断嵌套的实现，因此在中断程序代码中加标志位计数，进入中断时，标志位加1，退出时标志位减1；并将标志位的数值打印出来，以检测进入同一中断的的次数。打印信息证明，中断嵌套可以正确稳定地实现，实际运用中结合工程实际情况，兼顾系统稳定与运行效率，把嵌套次数设置为3，既能满足现场运行的需要又能防止中断嵌套占用过多的资源。

 

图3 高优先级中断可以抢占低优先级中断示意图

结语
通过上述对基于Spartan6芯片μC/OSII操作系统的可抢占、可嵌套的中断方法的实现描述，并通过搭建测试平台，由示波器输出波形以及计数器打印信息等手段的验证，基于Spartan6芯片μC/OSII操作系统的可抢占、可嵌套的中断方法的实现解决了原有系统中无法区分中断优先级而产生的问题，性能可靠，完全符合产品开发的要求。同时，在硬件平台的长时间运行过程中其性能稳定，不会出现死机等异常情况。此方法方便移植，通用性强，为解决同类问题提供了思路，避免了针对同样问题的重复开发，减少了工作量，提高了效率。

参考文献
[1] 何宾, 王瑜. 基于Xilinx MicroBlaze多核嵌入式系统的设计[J]. 电子设计工程,2011,19(13):141144.
[2] 刘艳军. 嵌人式操作系统μC/OSII面向数控系统的改进[J].现代电子技术,2011,34(12):8386.
[3] 刘钊,杜永锋,许知博. 基于XilinxSpartan6 FPGA的MultiBoot设计的实现[J].电子科技,2012,25(3):2832.
孙丰祥(工程师),从事继电保护平台研究。