论述LPC2000系列ARM的中断系统VIC功能模块及作用。

Question

论述LPC2000系列ARM的中断系统VIC功能模块及作用。（画图表示，并简要说明）参考课本图4.74

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

LPC2000系列是NXP（恩智浦半导体）基于ARM Cortex-M内核设计的一系列微控制器。在这些微控制器中，中断管理系统叫做Vector Interrupt Controller (VIC)，它负责管理并优先级排序所有可能发生的中断事件，然后将控制权转交给相应的中断服务程序。

VIC的主要功能模块包括以下几个部分：

1. 中断请求输入（Interrupt Request Inputs, IRQs）：这些输入端口接收来自外设或内部模块的中断请求信号。中断源可以是定时器、串行通信接口、ADC转换完成、PWM等。

2. 中断向量表（Interrupt Vector Table, IVT）：这是存储中断处理程序地址的内存区域。每个中断请求都有一个对应的IVT条目，当中断发生时，CPU会跳转到该条目的地址开始执行中断服务程序。

3. 中断使能寄存器（Interrupt Enable Registers, IERs）：用于控制每个中断请求的使能状态。只有当某个中断的使能位被置为1时，该中断才会被 VIC 接受并触发。

4. 中断屏蔽寄存器（Interrupt Mask Registers, IMRs）：用来设置中断的屏蔽状态。即使中断使能，如果其对应的IMR位被置为1，中断也会被屏蔽掉，不会引起中断请求。

5. 中断优先级寄存器（Interrupt Priority Registers, IPRs）：定义了每个中断的优先级。优先级高的中断会先被处理，如果有多个高优先级中断同时到达，将按照抢占式原则处理，即处理最高优先级的中断。

6. 中断分组（Interrupt Grouping）：允许用户将中断分成不同的组别，每组有自己的中断使能和中断屏蔽寄存器，这样可以在不影响其他组中断的情况下，独立地启用或禁用一组中断。

7. 中断优先级重映射（Interrupt Priority Remapping）：允许对中断优先级进行动态调整，提高系统的灵活性和实时性。

8. 中断服务状态寄存器（Interrupt Service Status Register, ISSR）：保存当前正在执行的服务中断号，以及是否允许新的更高优先级中断进入。

9. 中断标志寄存器（Interrupt Flag Registers, IFRs）：记录各个中断的发生情况，中断服务完成后通常需要清零。

以下是 VIC 的简化逻辑框图：

+-----------------+
|  Interrupt     |
|   Request      | 
|     Inputs     |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Enable        |
|    Registers   |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Mask          |
|    Registers   |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Priority      |
|    Registers   |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Vector         |
|   Table        |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Grouping      |
|    Control     |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Service       |
|  Status        |
|    Register    |
+-----------------+
          |
          V
+-----------------+
|  Interrupt     |
|  Flag          |
|    Registers   |
+-----------------+

在LPC2000系列微控制器中，VIC是一个非常重要的组件，它使得系统能够高效、有序地处理各种硬件中断，从而实现多任务并发和实时操作。