中断模块详解-clint

最新推荐文章于 2024-09-19 14:47:53 发布

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最新推荐文章于 2024-09-19 14:47:53 发布 · 1.2k 阅读

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#单片机 #嵌入式硬件

注意：个人学习笔记，后续会进行修改完善，目前还在初步学习阶段。参考gitee上《从零开始写RISC-V处理器》。

中断(中断返回)本质上也是一种跳转，只不过还需要附加一些读写CSR寄存器的操作。

RISC-V中断分为两种类型，一种是同步中断，即ECALL、EBREAK等指令所产生的中断，另一种是异步中断，即GPIO、UART等外设产生的中断。

对于中断模块设计，一种简单的方法就是当检测到中断(中断返回)信号时，先暂停整条流水线，设置跳转地址为中断入口地址，然后读、写必要的CSR寄存器(mstatus、mepc、mcause等)，等读写完这些CSR寄存器后取消流水线暂停，这样处理器就可以从中断入口地址开始取指，进入中断服务程序。

输入输出信号列表如下：

序号	信号名	输入/输出	位宽(bits)	说明
1	clk	输入	1	时钟信号
2	rst	输入	1	复位信号
3	int_flag_i	输入	8	外设中断信号
4	inst_i	输入	32	指令内容
5	inst_addr_i	输入	32	指令地址

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RISC-V （七）外部设备中断

weixin_44194690的博客

08-25

1071

PLIC本身也是一个外设，也是通过寄存器去访问这个外设的。所有的外设都是通过内存映射的方式去访问外设的寄存器的。大致流程跟异常处理一样，除了中断是把下一条pc值复制到mepc中，异常是把当前pc值复制到mepc中。qemu主要是参考FU540-C000这款芯片做出来的，可以经常看一下这款芯片的原理图。mstatue中也有一个mie，那个mie是全局中断，关掉就是把全部的中断关掉了。PLIC会根据中断的类型，进行筛选，如果有多个中断，只会让一个中断进来。下图中的mie是二级中断控制。

RISCV Control and Status Registers (CSRs)

weixin_44020424的博客

08-16

1276

系统主操作码（SYSTEM：11100 11）用于编码RISC-V ISA中的所有特权指令。它们可以分为两个主要类：原子读修改-写控制和状态寄存器（csr），它们在Zicsr扩展中定义，以及所有其他特权指令。特权体系结构需要Zicsr扩展；需要哪些其他特权指令取决于特权体系结构特性集。除了本手册第一卷中描述的非特权状态外，实现还可能包含额外的CSR，可以使用第一卷中描述的CSR说明访问特权级别的某些子集访问。在本章中，我们绘制出CSR地址空间。

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数字IC设计实战：逐步升级，Tiny—RISC CPU 设计·中断模块设计

2302_77255023的博客

03-03

969

RISC-V SoC内核——中断代码讲解作者：小wang的IC自习室。RISCV——指令集spec阅读笔记——特权级作者：KGback。这次翻译有点差错，后续会更新这个翻译，所以有错误的话还请不吝赐教。作者：liangkangnan。

中断处理模块设计

weixin_34405354的博客

04-22

648

中断处理模块设计当ARM系统运行时，外部异常情况可能会随时发生，为保证在ARM处理器发生异常时不至于处于未知状态，在应用程序的设计中要进行中断处理，采用的方式是在中断向量表中的特定位置放置一条跳转指令，跳转到中断处理程序。当ARM处理器发生异常时，程序计数器PC会被强制设置为对应的异常向量，从而跳转到中断处理程序，当中断处理完成以后，返回到主程序继续执行。 1实...

RISC-V中断处理与任务调度详解

# RISC-V中断处理与任务调度详解 ## 1. RISC-V中断的进入与退出 RISC-V处理器处理中断时，涉及到中断进入和退出的过程。这两个过程分别是从正常程序执行过渡到中断处理程序，以及在中断服务完成后返回正常程序执行...

RISC-V平台中断系统规范解析：PLIC与CLINT在设备树中的标准表达方式

而在RISC-V这个日益崛起的开源指令集架构中，中断的设计不仅决定了系统的响应速度和可靠性，更体现了其模块化、可扩展的核心哲学。今天，我们就来一场硬核之旅，深入剖析RISC-V的中断系统，从底层硬件PLICT到CLINT...

定时器与中断机制详解：构建高响应系统必须掌握的3大核心原理

定时器与中断的基本概念与系统角色在现代计算机系统中，定时器与中断是构建响应式行为的核心机制。定时器提供精确的时间基准，支撑任务调度、超时控制与周期性操作；中断则实现硬件事件的即时响应，打破程序顺序...

RISC-V学习笔记（五）：RISC-V的功能实现详解之取指

weixin_75067193的博客

10-08

1736

摆烂才是王道

RISC-V架构——CLINT中断控制器初始化（直接模式、向量模式）

weixin_42031299的博客

02-20

4670

模式位占用两个bit，其中2和3这两个值是保留的，在有的芯片中，2和3会分别对应CLIC的直接模式和CLIC的向量模式模式位不仅可以决定是直接模式还是向量模式，还可以决定使用CLINT控制器还是CLIC控制。

IRQ外部中断模块

09-04

IRQ外部中断模块

《蓝桥杯CT107D单片机竞赛板》：中断模块

MerryMaking7946的博客

01-24

2039

@TOC 实验简介这里是引用实验原理图实验原理实验程序 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> int main() { char str[] = "A student"; char temp[20] = "\0"; //定位到下标5，将下标为5，6,7,8字符串，共计4个数量，追加到temp这个空字符串中 strncat(temp, str + 5, 4); } ...

STM32中断模块

naumy的博客

05-26

252

EXTI—外部中断/事件控制器，管理了控制器的20 个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。HAL 库函数的EXIT 初始化非常简单，只需配置好IO 口的模式，然后配置中断源、中断优先级、使能中断。

中断硬件框架

习惯就好zz的专栏

03-09

1104

一、中断路径上的3个部件中断源：中断触发的源多种多样，比如GPIO、定时器、UART、DMA等等。它们都有自己的对应的中断控制寄存器，可以进行相关设置：使能、获取状态、设置中断类型等等。中断控制器：把各种中断源发出的中断信号，汇聚到中断控制器。可以在中断控制器中设置各个中断的优先级。CPU收到中断信号后，可以读取中断控制器的寄存器，判断哪个中断有先解决。 CPU：没执行完一条指令，都会判断一下是否有中断发生了。CPU也有自己的寄存器，用来使能/禁止中断，这是中断处理的总开关。 CPU的中断来源不止

中断模块示例

游手好弦信步涂鸦

04-13

1383

申请和释放中断：注册一个中断：request_irq()函数用来注册一个中断处理程序，这样做是因为真正的中断服务要等到具体设备的初始化程序将其中断服务程序通过该函数向系统注册后，并挂入某个中断请求队列中以后才可以真正的运行。源码如下： 536int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, 537 unsig

TC37X之中断模块(中文版)

m0_50882387的博客

09-19

2779

中断请求既可以由cpu处理，也可以由DMA模块处理。中断请求在本文中被称为“服务请求”而不是“中断请求”，因为它们可以由任何一个服务提供者提供服务。中断系统是在中断路由器模块中实现的，该模块包括服务请求节点(srn)、中断控制单元(ICUs)和用于软件开发支持的附加功能。如图173所示，每个可以生成业务请求的模块都连接到中央中断路由器模块中的一个或多个服务请求节点(service Request node, srn)。

飞思卡尔Kinetis芯片中NVIC模块的中断寄存器的介绍及其应用举例

路西法的技术博客

12-12

2940

NVIC模块的中断寄存器简介嵌套式向量中断控制器（NVIC）是Cortex内核不可分割的一部分，它与CPU紧密结合，可对系统异常和外设中断进行控制。如图1所示，NVIC右端连接到各个外围模块，负责对外设中断进行处理；左端连接到内核，负责对内核系统异常进行处理。本文重点介绍NVIC对外围模块的中断控制。通常，在配置某个外围模块的中断功能时，除了需要设置此模块本身的寄存器中的中断使

编写使用中断的模块

hqzh1234的专栏

05-28

919

现在我们将编写一个模块，其中有一个函数，当内核接收到某个 IRQ 上的一个中断时会调用它。首先，将文件 mymodule.c 拷贝到 myirqtest.c，然后删除函数的内容，只保留返回语句。在编辑器中打开 myirqtest.c，并使用“myirqtest”替换所出现的“mymodule”来修改函数名。另外删除 printk。为了能够使用中断，将下面一行： #include

intel dpdk api interrupt module 中断模块介绍

编码人生——朝阳_tony

07-12

7158

声明:此文档只做学习交流使用,请勿用作其他商业用途 author:朝阳_tony E-mail : linzhaolover@gmail.com Create Date: 2013-7-12 11:46:21 Friday Last Change: 2013-7-12 16:35:36 Friday 转载请注明出处：http://blog.youkuaiyun.com/linzhaolove

clint中断RISC-V

最新发布

12-12

<think>嗯，用户这次想了解RISC-V架构中的CLINT中断机制。从问题描述看，ta需要技术原理和实际应用的深度解析，可能是嵌入式系统开发者或芯片设计人员。注意到用户特意强调"原理介绍或解决方案"，且引用了三条站内资料：第一条关于RISC-V开源特性，第二条涉及指令转译，第三条是管理方法论。其中最相关的是第二条的TCG转译技术引用，但用户实际需要的是硬件中断控制器知识，说明ta可能在开发底层驱动或操作系统移植。 CLINT作为RISC-V核本地中断控制器，有三个关键点必须展开： 1）中断类型区分：MSI定时器中断和软件中断是特权架构的核心机制，需用LaTeX公式说明mtime寄存器自增特性 2）寄存器映射关系要具体到地址偏移量，用户可能需直接操作寄存器 3）中断流程必须包含从置位到处理的全路径，这对调试很重要考虑到用户引用中提及"多品种小批量定制"，应强调CLINT的可扩展性优势：比如通过自定义CSR指令扩展中断源，这与RISC-V模块化设计哲学直接呼应。Linux驱动示例选用SBI调用而非直接操作寄存器，既展示标准做法也规避了硬件差异风险。最后两个衍生问题设计意图：第一个问题针对实时系统开发者关注的响应延迟，第二个问题则指向异构多核场景的实际痛点——这些是工业用户最常遇到的挑战。中断嵌套的注意事项特意放在问题而非正文，避免初学者的理解负担。 </think> 以下是关于RISC-V CLINT中断的详细解析： ### **一、CLINT核心原理** **1. 基本定位** CLINT（Core Local Interruptor）是RISC-V架构中管理**核本地中断**的硬件模块，直接集成在每个CPU核心内。主要负责两类中断： - **软件中断（Software Interrupt）**：通过写入IPI（处理器间中断）寄存器触发 - **定时器中断（Timer Interrupt）**：基于实时计数器`mtime`和比较寄存器`mtimecmp` **2. 关键寄存器** | 寄存器 | 地址偏移 | 功能描述 | |----------------|----------|------------------------------| | `msip` | 0x0000 | 机器模式软件中断使能（1位） | | `mtimecmp` | 0x4000 | 定时器比较值（64位） | | `mtime` | 0xBFF8 | 实时计数器（64位，只读） | **3. 中断触发逻辑** - **软件中断**：向`msip`寄存器写1 → 置位`mip.MSIP`位 → 触发机器模式中断 - **定时器中断**：当`mtime >= mtimecmp`时 → 置位`mip.MTIP`位 → 触发中断中断处理完成后需更新`mtimecmp`（如 `mtimecmp = mtime + period`） **4. 中断处理流程** ```c void trap_handler() { if (mip & MIP_MTIP) { // 检查定时器中断 clear_timer_interrupt(); // 清除中断标志 handle_timer_event(); // 执行定时任务 set_next_timer(); // 设置下次中断时间 } if (mip & MIP_MSIP) { // 检查软件中断 clear_software_interrupt(); handle_ipi(); // 处理核间通信 } } ``` ### **二、CLINT应用场景** 1. **多核调度** 通过`msip`发送IPI实现核间唤醒，例如Linux SMP中： ```c // 向目标CPU的msip寄存器写1 *((uint32_t*)CLINT_BASE + target_cpu_id) = 1; ``` 2. **实时操作系统时钟源** FreeRTOS/RISC-V利用CLINT提供系统节拍： ```c void vConfigureTimerInterrupt() { uint64_t next_trigger = read_mtime() + TIMER_INTERVAL; write_mtimecmp(next_trigger); enable_timer_interrupt(); } ``` 3. **低功耗管理** 配合`wfi`指令实现休眠唤醒： ```asm sleep_loop: wfi // 进入休眠 j check_event // 被中断唤醒后检查事件 ``` ### **三、对比高级中断控制器（PLIC）** | 特性 | CLINT | PLIC | |--------------|---------------------------|---------------------------| | 中断类型 | 核本地中断（定时器/IPI） | 全局外设中断（UART/GPIO）| | 作用范围 | 单核私有 | 多核共享 | | 配置寄存器 | 每核独立 | 全局统一管理 | > ⚠️ **关键设计要点** > CLINT无需特权软件参与中断路由，延迟极低（通常<10周期），适合时间敏感型任务[^1]。 --- ### **四、实战示例：Linux时钟中断初始化** ```c // arch/riscv/kernel/time.c void timer_interrupt_init(void) { // 设置首次中断时间 csr_write(CSR_MTIMECMP, get_cycles() + TIMER_DELAY); // 开启机器模式定时器中断 csr_set(CSR_MIE, MIE_MTIE); } ``` --- **