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標題: DM642硬中斷延遲問題 [打印本頁]

作者: liuyy 時間: 2015-1-12 23:45
標題: DM642硬中斷延遲問題
問題描述：

系統(tǒng)調試過程中發(fā)現(xiàn)硬件中斷經常得不到及時響應，根據現(xiàn)象推斷中斷會被延遲達150us以上。

問題分析：

中斷信號是連到CPLD的，DSP的GPIO6也與CPLD相連。用CPLD的任一個輸出腳IOX做為中斷延遲指示。中斷沿來了之后將IOX置為高電平，DSP進入中斷服務函數馬上給GPIO6一個翻轉，CPLD檢查到來自GPIO6的翻轉后將IOX清為低電平。這樣，通過觀察IOX上的信號正脈沖寬度就可以看到從中斷發(fā)生到中斷得到響應所用的時間了。而且通過脈寬觸發(fā)模式就可以設置大于150us的正脈沖觸發(fā)，這樣就能捕捉到異常情形了。通過測試發(fā)現(xiàn)，一般延遲只有400ns左右，但任務負載一重就會出現(xiàn)寬度超過150us的正脈沖，也就是中斷被延遲了150us以上才得到響應。

下圖為觀察到的IOX管腳上的波形：

開始以為是有其他中斷打斷而占用CPU。但經過實驗驗證發(fā)現(xiàn)這種延遲并非受中斷影響，而是和任務有關。

最終確認這種延時和某個任務中的memset()函數調用有關――這個函數對片外SDRAM中的384×100個字節(jié)進行清0操作。將這個函數注釋掉就可以明顯減小中斷延遲發(fā)生的頻率。

memset(buffer,0,lenth);

由于片內空間不足，buffer位于片外SDRAM，lenth為384×100。

于是先懷疑這個函數可能對中斷機制做了什么禁止操作，便用自己寫的for循環(huán)代替memset函數進行清0操作，看是不是會解決這個問題。后來卻發(fā)現(xiàn)延遲反而更長了。于是將for循環(huán)多進行幾遍，編程使for循環(huán)重復9次。

for(j=0;j<9;j++){

dst=buffer;

for (len=0;len<38400;len++){

*dst++ = 0;

}

從示波器可以看到連續(xù)9個中斷響應異常:

上面的波形即可看出，中斷發(fā)生是200us周期的，超過200us的中斷延遲會致使一次中斷丟失。這幾個異常中斷響應之間（脈沖下降沿間隔）都是300us.，于是推斷一次內循環(huán)大致耗時300us。

更改次數為5，則可以見到連續(xù)5個中斷響應都被延遲300us左右。如果按133M寫速率的話，這個時間剛好是38400/133M=288us。于是懷疑為for循環(huán)內中斷一直不能得到響應。

在for循環(huán)內設置斷點觀察。發(fā)現(xiàn)for循環(huán)運行中，GIE有效，IER內的中斷使能有效，IFR中斷對應位也正常置1，但程序不會跳轉到中斷服務程序。直到內層的for循環(huán)結束后，才會跳轉到中斷服務程序，外層的for循環(huán)是可以打斷的。因為自身的IER仍有效，所以判斷沒有進入HWI_enter調試程序，不是DSP/BIOS的問題。應當是DSP芯片循環(huán)賦值硬件機制和中斷配合的問題。

上面的賦值語句是按字節(jié)賦值，DSP處理時每循環(huán)一次2個時鐘周期，每循環(huán)一次寫3個字節(jié)（多邏輯單元并行操作）。也許正是這種多邏輯單元并行處理機制導致的CPU不能即時響應中斷。

后來在TI的一篇文檔中找到了答案。TMS320C64x/C64x+ DSP CPU and Instruction Set Reference Guide（SPRU732H）。第534頁列出了中斷得到CPU響應需具備的條件。

· IFm is set during CPU cycle 6. (This determination is made in CPU cycle 4 by the interrupt logic.)

· There is not a higher priority IFm bit set in IFR.

· The corresponding bit in IER is set (IEm = 1).

· GIE = 1

· NMIE = 1

· The five previous execute packets (n through n + 4) do not contain a branch (even if the branch is not

taken).

其中第6條即標明，CPU響應中斷前5個執(zhí)行包內，不能有跳轉指令。（execute packets指同一周期內可并行執(zhí)行的指令集合——最多一周期可執(zhí)行8條指令。）因為循環(huán)賦值的for循環(huán)內只有五六條匯編指令，往往在二到三個周期內即可完成一次循環(huán)，然后CPU無法中斷而繼續(xù)下一次循環(huán)。直到循環(huán)結束才開始響應中斷。而從內層的for循環(huán)到下一次循環(huán)之間則剛好多于5個執(zhí)行包，所以外層的for循環(huán)可以被中斷

解決方法：

可以使用DMA操作，用DAT_fill()函數代替memset()函數。

可以將較長的for循環(huán)分解為多層for循環(huán)，以減小最內層for循環(huán)執(zhí)行時間，減小對中斷的影響。內層循環(huán)結束后可以適當做一點簡單的運算來提供5周期的“空隙”。

可以用64位操作或32位操作替換8位操作，可減小賦值所需的總時間。

可以用編譯器的“－mi”編譯項來讓編譯器自動處理（后面需帶參數，具體意義和用法可參見TI的SPRU198G文檔“TMS320C6000 Programmer’s Guide”的“interrupts”一節(jié)，356頁）。

注：64x和64x+都是這樣的。

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