Después de aproximadamente 3 años de trabajar con MCU, todavía no sé cuál es el uso de las interrupciones de software. He realizado varios trabajos con STM32 y nunca he usado las interrupciones de software. De hecho, esta es una gran pregunta para mí:
¿Por qué cuando podemos usar una función simple para hacer una tarea, debemos usar una interrupción de software? ¿Cuáles son las diferencias entre una interrupción de software y una función?
Cada vez que lo desee, puede llamar a una función (que ha escrito para su trabajo). Debería haber algunos beneficios al usar una interrupción de software en lugar de una función simple. No estoy seguro, pero creo que hay un beneficio para las interrupciones de software: puede asignar una prioridad para una interrupción de software, luego puede darle una mayor prioridad a la interrupción de software para evitar que la interrupción de hardware interrumpa su tarea.
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Respuestas:
La principal diferencia entre una función y una interrupción de software es lo que se conoce como contexto .
En un sistema simple, esto puede no ser una diferencia real, y las interrupciones de software simplemente se pueden usar como una forma conveniente de proporcionar rutinas de biblioteca codificadas en ROM: no necesita saber la dirección de cada rutina, solo el código de identificación y Punto de entrada principal. Esto hace que su código sea más portátil.
Sin embargo, en sistemas más complejos, la interrupción del software puede ejecutarse en un entorno completamente diferente, conocido como el contexto del núcleo . Normalmente, su aplicación se ejecutaría en un contexto de usuario protegido que tiene acceso limitado a los recursos. Solo cuando se ejecuta en el contexto del núcleo puede realizar las tareas más complicadas; de hecho, algunos sistemas incluso limitan las instrucciones que se pueden ejecutar, por lo que necesita un mecanismo para activar el código en el contexto del núcleo, y para eso se utiliza una interrupción.
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Las interrupciones de software se pueden utilizar para finalizar una tarea de interrupción con una prioridad inferior. El código crítico de temporización a menudo recibe una alta prioridad de interrupción para evitar demasiada latencia. Una vez que finaliza la parte crítica de temporización, puede haber tareas adicionales que pueden ser demasiado críticas para el bucle principal, pero que no son tan críticas como para detener otras interrupciones de alta prioridad. Activar una interrupción de software de menor prioridad puede lograr esto.
Por ejemplo, suponga que tiene varios motores paso a paso, cada uno con su propio temporizador. Las interrupciones del temporizador tienen alta prioridad para minimizar la fluctuación de fase. La tarea más crítica de tiempo puede ser tan simple como configurar o borrar un pulso de paso o avanzar las salidas de fase. Es posible que se requiera una funcionalidad adicional, como el cálculo de las rampas de aceleración, el procesamiento del sensor, etc. Dado que esto debe procesarse en cada paso, puede que no sea apropiado procesar esto desde main () ya que la sincronización del bucle principal puede ser demasiado larga. Estas tareas adicionales pueden procesarse mediante una interrupción de software de menor prioridad para no aumentar la latencia de los otros canales paso a paso de alta prioridad.
Una función se llama inmediatamente desde donde se llame y no cambia el nivel de prioridad de interrupción actual si se llama desde una interrupción. Una interrupción de software es un disparador de interrupción que hará que se llame a esa interrupción cuando surja la prioridad. Si se insertara una llamada de función al final de una interrupción de alta prioridad, la función estaría contenida dentro de esa alta prioridad. Al activar la interrupción de software de menor prioridad y luego regresar de la interrupción de alta prioridad, se llama a la funcionalidad a la nueva prioridad (menor).
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if ((timer_count--) & 0x80000000) SET_TICK_INTERRUPT_FLAG(); else timer_count = temp-1;100 kHz tome mucho tiempo, la otra interrupción puede hacer lo suyo y con las interrupciones brevemente desactivadas, agregue 100 a timer_count; incluso si la rutina de 1kHz toma más de 10us para ejecutarse, no interferirá con la de 100kHz.Para ampliar un poco la respuesta de Majenko, las interrupciones de software se utilizan para implementar sistemas operativos, particularmente la interfaz de llamada del sistema. Esto significa que las aplicaciones no necesitan estar vinculadas con el sistema operativo para realizar llamadas a funciones, y el cambio de contexto permite que el sistema operativo limite el acceso al hardware y aproveche cosas como la memoria protegida.
Si no está utilizando un sistema operativo y controla todo el código en la MCU, probablemente no necesite usar interrupciones de software. (Aunque, como mencionó Tut, pueden tener otros usos).
Las interfaces de llamada del sistema Linux y MS-DOS en x86 usan interrupciones de software, por lo que los enlazaré como ejemplo.
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