6. STM32. Программирование STM32F103. NVIC

20.08.2016

NVIC (Nested vectored interrupt controller) - модуль контроля прерываний. Он выполняет следующие функции:

разрешает / запрещает прерывание
назначает приоритет прерываний (от 0 до 15. 0 - максимальной приоритет, 15 - минимальный приоритет)
автоматически сохраняет данные при выполнении одиночных или вложенных прерываний.

Этот контроллер управляет всеми прерываниями: и внешними и прерываниями модулей самого контроллера, и, как Вы уже поняли, у STM32 есть приоритеты прерываний. А это значит, что прерывание с большим приоритетом может прервать выполнение обработки прерывания с меньшим приоритетом.

Существуют прерывания приоритет которых изменить невозможно:

Номер	Прерывание	Приоритет	Описание
1	Reset_Handler	-3(найвищий)	Reset
2	NMI_Handler	-2	NMI переривання
3	HardFault_Handler	-1	Аварійні стани

Существует понятие PriorityGroup. Для установления группы приоритетов используется функция NVIC_PriorityGroupConfig. Можно установить одну из 5 групп. Возможные комбинации приоритетов и суб-приоритетов (NVIC_IRQChannelPreemptionPriority и NVIC_IRQChannelSubPriority) при выбранной PriorityGroup указаны в следующей таблице:

 The table below gives the allowed values of the pre-emption priority and subpriority according
 to the Priority Grouping configuration performed by NVIC_PriorityGroupConfig function
  ============================================================================================================================
    NVIC_PriorityGroup   | NVIC_IRQChannelPreemptionPriority | NVIC_IRQChannelSubPriority  | Description
  ============================================================================================================================
   NVIC_PriorityGroup_0  |                0                  |            0-15             |   0 bits for pre-emption priority
                         |                                   |                             |   4 bits for subpriority
  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
   NVIC_PriorityGroup_1  |                0-1                |            0-7              |   1 bits for pre-emption priority
                         |                                   |                             |   3 bits for subpriority
  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
   NVIC_PriorityGroup_2  |                0-3                |            0-3              |   2 bits for pre-emption priority
                         |                                   |                             |   2 bits for subpriority
  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
   NVIC_PriorityGroup_3  |                0-7                |            0-1              |   3 bits for pre-emption priority
                         |                                   |                             |   1 bits for subpriority
  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    
   NVIC_PriorityGroup_4  |                0-15               |            0                |   4 bits for pre-emption priority
                         |                                   |                             |   0 bits for subpriority                       
  ============================================================================================================================

В зависимости от того, какая группа установлена, будет доступно разное количество приоритетов и субприоритетив.

Приоритеты позволяют реализовать механизм вложенных прерываний, тогда как субприоритет определяют последовательность обработки прерываний с одинаковым приоритетом при одновременном срабатывании.

То есть, если мы установили NVIC_PriorityGroup_0, согласно таблице мы можем установить прерываниям только один приоритет NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0 и назначить разным прерываниям субприоритет NVIC_IRQChannelSubPriority от 0 до 15. А это значит, что обработка прерываний не будет прерываться другим прерыванием, поскольку у всех одинаковый приоритет. А субприоритет NVIC_IRQChannelSubPriority определяет только последовательность обработки при одновременном срабатывании прерываний.

Если установим NVIC_PriorityGroup_1, мы можем одним прерываниям (более приоритетным) установить NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0, а менее приоритетным NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1. К тому же всем прерываниям мы можем установить субприоритет от 0 до 7, который определяет порядок обработки при одновременном поступлении прерываний с одинаковым приоритетом. В этом случае прерывания с приоритетом 0 (высоким) смогут прерывать обработку прерывания с приоритетом 1. А если одновременно возникнут прерывания с одинаковым приоритетом, то первым будет обработано то, у которого выше субприоритет. В предыдущей статье мы выполняли настройки прерывания USART1_IRQn следующим образом:


NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USARTx Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

Как видим, мы установили


NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

В нашем примере работало только одно прерывание и нам было все равно, что мы укажем. Иногда случается так, что, когда прилетает какое-то очень важное прерывание, надо бросить все, даже если идет обработка не слишком важного прерывания, и быстро заняться тем, без обработки которого - просто конец. Кстати, я столкнулся с этим на контроллерах Atmega и я не смог решить эту проблему, потому что там не было приоритетов прерываний и, в конце концов, окончательно перешел на микроконтроллеры STM.

Давайте рассмотрим пример настройки двух прерываний с одинаковыми приоритетами и различными субприоритетамы:


NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USARTx Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

В этом примере мы установили NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; для EXTI0_IRQn. А это значит, что когда EXTI0_IRQn и USART1_IRQn произойдут одновременно, первым будет обработано USART1_IRQn. Но ни одно из этих прерываний не сможет прервать обработку другого, потому что у них одинаковый приоритет NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

Теперь рассмотрим пример, когда EXTI0_IRQn и EXTI1_IRQn имеют больший приоритет и имеют право прервать обработку USART1_IRQn:


/* Set NVIC Priority Group */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USARTx Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

Мы установили NVIC_PriorityGroup_1. Согласно выше приведенной таблицы мы можем установить два приоритета. В данном случае различные субприоритеты логично устанавливать только для прерываний с одинаковым приоритетом. Что мы и сделали для EXTI0_IRQn и EXTI1_IRQn. Теперь EXTI0_IRQn или EXTI1_IRQn могут прервать обработку USART1_IRQn. Но не могут прервать обработку друг друга потому что у них одинаковый приоритет. А если EXTI0_IRQn и EXTI1_IRQn возникнут одновременно, тогда первым будет обработан EXTI0_IRQn - у него выше субприоритет.

Примерно так работают приоритеты прерываний в STM32.

Если вы считаете, что одновременное поступление прерываний вещь очень маловероятная, я Вас разочарую: это происходит чаще, чем Вы могли себе представить. Когда говорят об одновременном поступлении прерываний, имеется в виду не человеческое восприятие одновременности, как мы себе его представляем, а то, как это воспринимает микроконтроллер. Для микроконтроллера одновременное поступление происходит довольно часто. Например, вы в программе запретили обработку прерываний и Ваша программа что-то весьма важное довольно долго делала, а за это время поступило 3 различных прерывания. И вот вы разрешаете обработку прерываний. Микроконтроллер бросается обрабатывать их, а там торчит 3 флажки от прерываний. Для микроконтроллера это одновременное срабатывание прерываний. Такая же ситуация может произойти когда идет обработка прерывания и за это время поступает несколько других прерывания с таким же или меньшим приоритетом. После завершения обработки микроконтроллер видит несколько прерываний которые нужно обработать и для него это одновременное поступление прерываний.

P.S. Через NVIC можно задавать адрес таблицы векторов прерываний. См. функцию NVIC_SetVectorTable. Это нам понадобится значительно позже, если мы доберемся до своего bootloader-a.

Памятка

Все прерывания и их номера описаны в файле stm32f10x.h. Ищите typedef enum IRQn.

Желаю успехов!

Смотри также:

Коментарі:

Дмитрий говорить:

07.07.2017 11:22

Вылазиет такая ошибка.
Error: L6218E: Undefined symbol NVIC_Init (referred from main.o).
Какие варианты решения могут быть?
Заранее Спасибо

6. STM32. Программирование STM32F103. NVIC

Памятка

Додати коментар

Категорії

Недавні записи

Tags

Архіви