Chapter fourteen ARM概述（3）

14.1.6  中断处理实现

一、中断介绍
中断的概念：外设和CPU进行数据通信
Chapter fourteen ARM概述（3）

1）通信的两种方式

a.查询方式：CPU循环查询（轮询）
优点：实现简单
缺点：效率低

b.中断方式：外设主动通知CPU机制
优点：效率高
缺点：实现复杂


2)CPU接受中断后的流程
a.保存现场 stmfd
b.查询中断控制器 check interruptor
c.执行相关中断处理函数 excute function 
d.清理中断 clear interruption
e.恢复现场 ldmfd


二、中断控制器工作流程讲解
1）S5PC100_UM_ERV1.02.pdf中解释到，SMART210支持128个中断。
2）中断控制器内部工作流程图（VIC具体流程图）
Chapter fourteen ARM概述（3）

3）流程图解释

a。按键来一个中断通知

b。通知消息首先到达GPIO，我们需要设置相应的寄存器为中断的功能，至于如何设置，请看下面的代码展示。
GPIO有如下几个寄存器：
CON（管脚功能设置寄存器，设置为输出还是输入模式）
DAT（设置当时的输出状态的寄存器）
INTC（中断配置寄存器，设置管脚是高电平还是低电平触发）
PND（记录中断）
MAS（掩码寄存器，也就是用于设置开关的寄存器

c。消息通过GPIO后来到了VIC，我们需要提前设置VIC里的执行函数以及其他参数。

d。中断消息已经通知CPU，CPU再反过来执行VIC里的执行函数，完成相应的中断处理。


三、外部中断实现

1）Makefile和ARM概述（2）中的基本一致，这里不再赘述。


2）start.s：

.global _start
_start:
@这里开始地址为0x41000000

b reset
b undef
b swi
b abt_pre
b abt_dat
b reserved
b irq
b fiq

reset:
@CPU启动进入到reset 

@重新映射异常向量表到0x4000 8000
ldr r0,=0x40008000
mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0

@打开CPU的总开关
mrs ro,cpsr
bic r0,r0,#(0x1<<7)
msr cpsr,r0 

@跳转到main函数
bl main

loop:
b loop

undef:
swi:
abt_pre:
abt_dat:
reserved:
irq:
@产生中断
@we need to init the stack pointer,because the mode has changed
ldr sp,=0x42000000

stmfd sp!, {r0-r12, lr}

bl irq_handler
//执行中断处理函数

ldmfd sp!,{r0-r12, lr}
subs pc, lr, #4
//为了防止语句漏执行，我们需要将lr-4后赋给pc

fiq:


3)mian函数：

#define VIC0INTSELECT (*(volatile unsigned int *)0xF200000C)
#define VIC0INTENABLE (*(volatile unsigned int *)0xF2000010)
#define VIC0VECTADDR0 (*(volatile unsigned int *)0xF2000100)
#define GPH0CON (*(volatile unsigned int *)0xE0200C00)
#define EXT_INT_0_CON (*(volatile unsigned int *)0xE0200E00)
#define EXT_INT_0_MASK (*(volatile unsigned int *)0xE0200F00)
#define EXT_INT_0_PEND (*(volatile unsigned int *)0xE0200F40)
#define VICADDRESS (*(volatile unsigned int *)0xF2000F00)

int key1_handler(){

//利用函数指针调用printf，因为裸板没有该函数
int (*printf)(char *format,...);
printf=(void *)0x3ff13e54;

printf("hello key0");

EXT_INT_0_PEND = 0x1;//清零gpio的中断记录
}

int main(){

//初始化中断控制器
VIC0INTSELECT= 0;

//注册中断控制函数
VIC0VECTADDR0=(unsigned int)key1_handler();

//开启0号中断，相当于向第一个地址里放一个函数。
VIC0INTSELECT |=0x1;

//初始化Key0，因为这里中断检测的是 GPH0_0管脚，也就是key0
GPH0CON |=  0xf;
//把gph0_0设置成中断功能

EXT_INT_0_CON &= ~0xf;
EXT_INT_0_CON |= 0x3;
//设置为上升沿触发

//设置掩码,将掩码开关打开
EXT_INT_0_MASK &= ~0x1;

while(1){
;
}
//while死循环等待key按下发生中断。一旦发生中断，CPU就会切换到异常向量表

return 0;
}

void irq_handler(){

void (*handler)();

handler=( void *)VIC0VECTADDR0;

handler();

VIC0ADDRESS = 0;//清零addr0中的中断记录


}//cpu发生中断后，进入到本函数，然后到指定的ADDR0中取得相应的处理函数


=======================================================================================


四、中断程序优化
这里程序优化主要是将main函数中的开启的中断号进行了改进和完善，并与irq_handler封装成了irq.c。这时我们需要修改相应的Makefile。

1）中断处理函数（irq.c）


#define VIC0INTSELECT（*（volatile unsigned int*）0xF200000C）
#define VIC1INTSELECT（*（volatile unsigned int*）0xF210000C）
#define VIC2INTSELECT（*（volatile unsigned int*）0xF220000C）
#define VIC3INTSELECT（*（volatile unsigned int*）0xF230000C） 


#define VIC0VECTADDR  (( volatile unsigned int *)0xF2000100)
#define VIC1VECTADDR  (( volatile unsigned int *)0xF2100100)
#define VIC2VECTADDR  (( volatile unsigned int *)0xF2200100)
#define VIC3VECTADDR  (( volatile unsigned int *)0xF2300100)


#define VIC0INTENABLE (*(volatile unsigned int *)0xF2000010)
#define VIC1INTENABLE (*(volatile unsigned int *)0xF2100010)
#define VIC2INTENABLE (*(volatile unsigned int *)0xF2200010)
#define VIC3INTENABLE (*(volatile unsigned int *)0xF2300010)


#define VIC0ADDRESS   (*(volatile unsigned int *)0xF2000F00)
#define VIC1ADDRESS   (*(volatile unsigned int *)0xF2100F00)
#define VIC2ADDRESS   (*(volatile unsigned int *)0xF2200F00)
#define VIC3ADDRESS   (*(volatile unsigned int *)0xF2300F00)


int request_irq(int irq,void (*handler)())
{
//初始化中断控制器
//选择irq中断

VIC0INTSELECT = 0;
VIC1INTSELECT = 0;
VIC2INTSELECT = 0;
VIC3INTSELECT = 0;


if(irq>= 0 && irq<= 31)
VIC0VECTADDR[irq]=(unsigned int)handler;

else if(irq>= 32 && irq<= 63){
irq-=32;
VIC1VECTADDR[irq]=(unsigned int)handler;
}


else if(irq>= 64 && irq<= 95){
irq-=64;
VIC2VECTADDR[irq]=(unsigned int)handler;
}


else if(irq>= 96 && irq<= 128){
irq-=96;
VIC3VECTADDR[irq]=(unsigned int)handler;
}


return 0;
}

void irq_handler()
{
void(*handler)();


if(VIC0ADDRESS !=0)//如果C0发生中断
handler=(void*)VIC0ADDRESS();
else if(VIC1ADDRESS !=0)
handler=(void*)VIC1ADDRESS();
else if(VIC2ADDRESS !=0)
handler=(void*)VIC2ADDRESS();
else if(VIC3ADDRESS !=0)
handler=(void*)VIC3ADDRESS();

handler();

VIC0ADDRESS = 0;
VIC1ADDRESS = 0;
VIC2ADDRESS = 0;
VIC3ADDRESS = 0;
}


2)main函数

#define GPH0CON (*(volatile unsigned int *)0xE0200C00)
#define EXT_INT_0_CON (*(volatile unsigned int *)0xE0200E00)
#define EXT_INT_0_MASK (*(volatile unsigned int *)0xE0200F00)
#define EXT_INT_0_PEND (*(volatile unsigned int *)0xE0200F40)
#define VICADDRESS (*(volatile unsigned int *)0xF2000F00)

int key1_handler(){

//利用函数指针调用printf，因为裸板没有该函数
int (*printf)(char *format,...);
printf=(void *)0x3ff13e54;

printf("hello key0");

EXT_INT_0_PEND = 0x1;//清零gpio的中断记录
}

int main(){

//初始化中断控制器
request_irq(0,key1_handler);

//初始化Key0，因为这里中断检测的是 GPH0_0管脚，也就是key0
GPH0CON |=  0xf;
//把gph0_0设置成中断功能

EXT_INT_0_CON &= ~0xf;
EXT_INT_0_CON |= 0x3;
//设置为上升沿触发

//设置掩码,将掩码开关打开
EXT_INT_0_MASK &= ~0x1;

while(1){
;
}
//while死循环等待key按下发生中断。一旦发生中断，CPU就会切换到异常向量表

return 0;
}



五、看门狗（WDT）

1）看门狗的简单介绍
CPU的一个外设，保护CPU的，防止其死机。如果死机就会发送有一个复位信号进行复位。
看门狗有2个功能，分别由WTCON【2】和WTCON【0】控制。前者控制是否产生中断；后者控制是否复位。
计数器：（Down Counter）必须有一个数值限制。设定计数器为固定值的操作为喂狗操作。
Chapter fourteen ARM概述（3）

2）WDT驱动具体实现

vi main.c

#define WTCON (*(volatile unsigned int *)0xE2700000)
#define WTDAT (*(volatile unsigned int *)0xE2700004)
#define WTCNT    (*(volatile unsigned int *)0xE2700008)
#define WTCLRINT (*(volatile unsigned int *)0xE270000C)
//828 配置寄存器

void wat_handler(){

int (*printf)(char *format,...);
printf=(void*)0x3ff13e54;

printf("hello watchdog!\n\r");

WTCLRINT = 1;
//清理中断
}

void wdt_init(){

WTCON = (65<<8) | (0x1<<5) | (0x1<<3) | (0x1<<2) | 0
//   Prescaler value=65;打开看门狗定时器;clock division factor=32;打开中断开关;禁止复位操作


//- t_watchdog = 1/( PCLK / (Prescaler value + 1) / Division_factor ) 看门狗周期计算
// t= 1/66/66/32= 32us

WTCNT= 1000*1000/32;//1s
WTDAT= 1000*1000/32;
//每次减完1s后，WTDAT自动赋值给WTCNT

}

int main(){

request_irq(27,wat_handler);//526

while(1){
;
}

return 0;

}

===========================================================================================================================

14.1.7  时钟系统


一、时钟的概念
时钟主要是用于同步工作系统的同步信号。SOC内部有很多控制器，例如CPU，串口等外设，这些外设需要协同工作，互相通信，就需要同步的时钟系统来指挥，这个时候就需要SOC的时钟系统。


时钟源的获得方式：
a）外部直接输入，用于IC传感器。
b）外部晶振+内部时钟发生器产生时钟，一般用于低频单片机。
c）外部晶振+内部时钟发生器+倍频电路+内部分频电路得到各种频率的时钟，用于高速芯片（SOC）。

二、210时钟讲解

APLL、MPLL、EPLL、VPLL：锁相环
DIV：分频器
MUX：或门
XXTI：晶振
Chapter fourteen ARM概述（3）Chapter fourteen ARM概述（3）Chapter fourteen ARM概述（3）

三、210时钟编码测试


vi start.s
start.s：


.global _start
_start:
@这里开始地址为0x41000000


b reset
b undef
b swi
b abt_pre
b abt_dat
b reserved
b irq
b fiq

reset:
@CPU启动进入到reset 


@重新映射异常向量表到0x4000 8000
ldr r0,=0x40008000
mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0


@打开CPU的总开关
mrs ro,cpsr
bic r0,r0,#(0x1<<7)
msr cpsr,r0 


@跳转到初始化函数
bl clock_init

@跳转到main函数
bl main

loop:
b loop

undef:
swi:
abt_pre:
abt_dat:
reserved:
irq:
@产生中断
@we need to init the stack pointer,because the mode has changed
ldr sp,=0x42000000

stmfd sp!, {r0-r12, lr}

bl irq_handler
//执行中断处理函数

ldmfd sp!,{r0-r12, lr}
subs pc, lr, #4
//为了防止语句漏执行，我们需要将lr-4后赋给pc

fiq:


vi clock.s

.global clock_init
clock_init：


@关闭使用PLL
ldr r0, =0xE0100200
ldr r1, =0x0;
str r1, [r0]
@将0写入0xe……，此时CPU为24M


@设置PLL
@（APLL_LOCK，0xE0100000）
@（MPLL_LOCK，0xE0100008）
@（EPLL_LOCK，0xE0100010）
@（VPLL_LOCK，0xE0100020）
Chapter fourteen ARM概述（3）

ldr r0， =0xE0100000
ldr r1， =30*24
str r1,  [r0]
@每个周期是24分之1us。现在我的locktime是30us，那么要经过多少个周期？其实就是30除以24分之一。


ldr r0， =0xE0100008
ldr r1， =200*24
str r1,  [r0]


ldr r0， =0xE0100010
ldr r1， =375*24
str r1,  [r0]


ldr r0， =0xE0100020
ldr r1， =100*24
str r1,  [r0]


 
@设置倍频因子
@APLL_CON0
ldr r0, =0xE0100100
ldr r1, =(1<<31)|(125<<16)|(3<<8)|(1<<0)
str r1, [r0]
Chapter fourteen ARM概述（3）

@MPLL_CON0
ldr r0, =0xE0100108
ldr r1, =(1<<31)|(667<<16)|(12<<8)|(1<<0)
str r1, [r0]


@配置分频器
@CLK_DIV0
ldr r0, =0xE0100300
ldr r1, =(1<<28)|(4<<24)|(1<<20)|(3<<16)|(1<<12)|(4<<8)|(4<<4)|0
str r1, [r0]

Chapter fourteen ARM概述（3）

Chapter fourteen ARM概述（3）
@使用PLL
ldr r0, =0xE0100200
ldr r1, =0x1111;
str r1, [r0]
@将0写入0xe……，此时为锁相环输出
Chapter fourteen ARM概述（3）

delay：
mov r0, 0x100000
d:
subs r0,r0, #1
bne d

mov pc，lr
@回去


四：210时钟设置程序测试程序

测试原理：如果我们使得输出为66MHZ时，而控制串口输出的时钟也是的66MHZ，如果printf能用我们设置的频率 进行数据打印，那么我们就算是设置成功。


我们在上面程序的基础上，再加上之前wtd的main.c和irq.c就可以进行相应测试。

 

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