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基于ARM Cortex-M4的MQX中断机制分析与中断程序框架设计

发布时间:2019-06-28 06:52 来源:未知 编辑:admin

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  第40卷第6期 2013年6月 计算机科学 Computer Science V01.40 No.6 June 2013 基于ARM Cortex—M4的MQX中断机制分析与 中断程序框架设计 石晶王宜怀苏勇沈忱 (苏州大学计算机科学与技术学院 摘要 苏州215000) 中断机制是决定RTOS实时性指标的核心机制。MQX是一个由Freescale维护、源代码公开、支持多任务的 抢占式的RTOS,将会广泛用于ARM Cortex-M微处理器的应用中。MQX的中断机制具有实时响应、动态管理的特 点。以ARMCortexM4 Kinetis微控制器为蓝本,深入分析了MQX的中断顶半部和底半部的运行机理,提出了 MQX的中断实时特性的评估算法,明确了程序时间的可控性。在此基础上,根据嵌入式软件工程的基本原理,不拘 泥于传统程序结构设计方法,提出了一种MQX下中断程序框架及编程要素分布的基本原则,从而较好地满足了程序 可复用性及可移植性要求。 关键词MQX,ARM Cortex-M4,Kinetis,中断机制,中断程序框架 中图法分类号TP316 文献标识码A and Design of Interrupt Program Frame Based Analysis of MQX Interrupt Mechanism SHI Jing Oil ARM Cortex-M4 WANG Yi huai SU Yong SHEN Chen (College of Computer Science and Technology,Soochow University,Suzhou 215000,China) Al葛traet Interrupt mechanism is the core mechanism Which decides the instantaneity of the RTOS.MQX is an open source。muhitask support,preemptive RTOS which is maintained by Freeseale.It will be widely used in the application of the ARM Cortex-M microprocessor.MQX interrupt mechanism has the characteristics of real—time response and dy— namic management.The the ARM paper analysed the MQX interrupt operation mechanism of top half and bottom half,based put forward the evaluation algorithm which iS USeel to on Cortex M4 Kinetis series microcontroller,and describe to the instantaneity of the RTOS,making the controllability of program running time clear,On this basis,according the embedded software engineering basic principles,not constrained by the traditional program a structure dcsign methods, this paper proposed basic principle describing the interruption program structure under MQX and the distribution of programming Keywords elements,which satisfies the requirements of program reusability and portability. MQX,ARM Cortex-M4,Kinetis,Interrupt mechanism,Interrupt program flame 服务例程(Interrupt Service 1 引言 中断是嵌入式系统获取外界事件的基本手段,是嵌入式 Routine,ISR)地址直接置于中断 向量表中的管理方式r3],MQX使用静态中断向量表管理中 断顶半部。动态中断向量表管理中断底半部,该中断管理机制 具有响应稳定、灵活多变等特点。本文以freeseale K60芯片 为例说明了MQX中断检测、响应及处理的过程,分析了 MQX中断的运行机理[4’53;同时针对K60硬件平台上MQX 中断机制的性能评估,归纳出了评估算法公式,基于此公式可 计算中断延迟,明确程序时间的可控性。 目前业界对嵌入式操作系统下的编程框架没有统一标 准,导致嵌入式操作系统程序代码可移植性差,结构混乱,大 大降低了程序开发效率,增加了后期维护难度,令软件成本居 高不下。设计出好的框架能更好地展示出中断机制的优点, 一个良好的框架结构更是一个规范工程的基本。为解决上述 存在的问题,本文在充分分析MQX中断机制的基础上,融合 system,R1、0S)的重要组 实时操作系统(real-time operating 成部分。中断机制设计的质量直接影响到R1、oS运行效率, 是任何RTOS实时性问题的研究基础和实现起点。RTOS的 中断机制研究一直是嵌入式操作系统应用研究的热点之一。 MQX(Message Queue executive)是飞思卡尔半导体公司 2009年在国内推出的一款源代码开放、可裁剪性强、占用 ROM空间少的RTOS,具有巨大的市场

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