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@ -2,7 +2,7 @@
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工业生产中控制逻辑的复杂程度千变万化,往往需要具体行业专业人员完成专门的设计,从而提高了行业的技术壁垒,严重阻碍了工业领域的自动化和智能化升级。
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XiUOS应用程序框架中的“控”子框架从“控制需求”本身出发,同时面向专业用户和非专业用户,通过对“控制需求”本身和复杂的工业控制流程进行深入分析,通过软件定义的方式,提出以“元控制”为核心的“控”制流程。具体地,本设计通过解耦复杂的工业控制流程,将工业生产中的各种复制工业控制流程分解为各种类型的“元控制”命令,这些“元控制”的命令以软件API的形式交互给用户使用,从而屏蔽了以PLC为中心的各种控制器的巨大差异,形成了方便易用的接口,降低了专业的技术壁垒,加速了工业领域的智能化升级。
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XiUOS应用程序框架中的“控”子框架从“控制需求”本身出发,同时面向专业用户和非专业用户,通过对“控制需求”本身和复杂的工业控制流程进行深入分析,通过软件定义的方式,提出以“控制元”为核心的“控”制流程。具体地,本设计通过解耦复杂的工业控制流程,将工业生产中的各种复制工业控制流程分解为各种类型的“控制元”命令,这些“控制元”的命令以软件API的形式交互给用户使用,从而屏蔽了以PLC为中心的各种控制器的巨大差异,形成了方便易用的接口,降低了专业的技术壁垒,加速了工业领域的智能化升级。
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## 1. XiUOS“控”制框架的关键数据结构定义和解析
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@ -1,4 +1,19 @@
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# 中断机制
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* [简介](#interrupt)
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* [RISC-V架构的中断和异常](#riscv_interrupt)
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* [概述](#riscv_intro)
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* [异常处理机制](#riscv_exception)
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* [中断类型](#riscv_int_type)
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* [中断控制器](#riscv_int_controller)
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* [中断处理流程](#riscv_int_process)
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* [中断服务程序](#riscv_int_service)
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* [中断处理流程](#riscv_int_process2)
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* [中断函数接口](#riscv_int_api)
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* [使用场景](#situation)
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<span id="interrupt"></span>
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## 简介
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中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。
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中断的触发一般是由外设或者CPU内部产生,由中断控制器进行处理再通知到CPU进行中断响应过程,其要点如下:
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@ -11,13 +26,20 @@
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+ 中断可以被屏蔽;
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+ 所有的中断源都有一个编号,称为“中断号”;
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+ 每一个中断号通过中断向量表与中断服务程序一一对应,中断向量表保存的是所有的中断服务程序的入口地址,该入口地址被称之为中断向量;
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<span id="riscv_interrupt"></span>
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## RISC-V架构的中断和异常
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<span id="riscv_intro"></span>
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### 概述
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从广义上来说,中断和异常属于一个概念;对于处理器而言,通常只区分为同步异常和异步异常。
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+ 同步异常:同步异常是指由于执行程序或者试图执行指令而产生的异常;例如,非法指令访问;
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+ 异步异常:最常见的异步异常是外部中断,例如外设触发一个外部中断。
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<span id="riscv_exception"></span>
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### 异常处理机制
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+ 进入异常时,RISC-V架构规定(以机器模式为例):
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+ 当前的程序执行流停止执行,直接跳转到CSR寄存器的mtvec定义的PC地址执行;
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@ -34,6 +56,9 @@ mcause寄存器的Exception Code域标识是何种异常或者何种中断。定
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以MRET为例,当处理器执行MRET指令后,硬件行为如下:
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1、当前程序执行流程停止执行,跳转到mepc的地址运行;
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2、更新mstatus状态寄存器(具体情况可参考RISC-V架构介绍);
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<span id="riscv_int_type"></span>
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### 中断类型
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RISC-V 架构定义的中断类型分为 4 种。
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+ 外部中断(External Interrupt) :指来自处理器核外部的中断,例如GPIO、UART等产生的中断。
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@ -41,6 +66,8 @@ RISC-V 架构定义的中断类型分为 4 种。
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+ 软件中断(Software Interrupt) :软件中断是指来自软件自己触发的中断。
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+ 调试中断(Debug Interrupt):专用于实现调试器(Debugger)。
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<span id="riscv_int_controller"></span>
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### 中断控制器
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+ CLINT 模块生成计时器中断和软件中断
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CLINT 的全称为处理器核局部中断控制器(Core Local Interrupts Controller),主要用于产生计时器中断(Timer Interrupt)和软件中断(Software Interrupt)。
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@ -49,8 +76,13 @@ PLIC 全称为平台级别中断控制器(Platform Level Interrupt Controller
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RISC-V中断控制器如下图所示:
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<span id="riscv_int_process"></span>
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### 中断处理流程
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<span id="riscv_int_service"></span>
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#### 中断服务程序
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每一个中断源对应一个中断号,每一个中断号又通过中断向量表和中断服务程序进行关联。当中断产生后,通过中断向量表跳转到中断服务程序的入口地址进行执行。如下图所示:
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@ -60,6 +92,8 @@ RISC-V中断控制器如下图所示:
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</center>
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<span id="riscv_int_process2"></span>
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#### 中断处理流程
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CPU响应中断并进行处理,通常经历以下过程:保存当前线程的栈信息、跳转中断服务程序运行、恢复被打断的线程栈继续运行。
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如下图所示:
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@ -69,7 +103,9 @@ CPU响应中断并进行处理,通常经历以下过程:保存当前线程
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</center>
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<span id="riscv_int_api"></span>
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## 中断函数接口
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```c
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@ -105,6 +141,9 @@ xs_int32 xs_EnableHwIrq(xs_uint32 irq_num);
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| 参数 | 描述 |
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| irq_num | 硬件中断号 |
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<span id="situation"></span>
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## 使用场景
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