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牛人對STM32的NVIC_PriorityGroupConfig使用及優先級分組方式理解

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樓主
ID:179958 發表于 2017-9-24 11:53 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
分析得很棒,轉載一下,共同學習,原網址:http://blog.chinaunix.net/uid-22670933-id-3443085.html
STM32有43個channel的settable的中斷源;AIRC(Application Interrupt and Reset Register)寄存器中有用于指定優先級的4 bits。這4個bits用于分配preemption優先級和sub優先級,在STM32的固件庫中定義如下
/* Preemption Priority Group -------------------------------------------------*/
#define NVIC_PriorityGroup_0          ((u32)0x700) /* 0 bits for pre-emption priority
                                                      4 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_1          ((u32)0x600) /* 1 bits for pre-emption priority
                                                      3 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_2          ((u32)0x500) /* 2 bits for pre-emption priority
                                                      2 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_3          ((u32)0x400) /* 3 bits for pre-emption priority
                                                      1 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_4          ((u32)0x300) /* 4 bits for pre-emption priority
                                                      0 bits for subpriority */

形象化的理解是:

你是上帝,
造了43個人,這么多人要分社會階級和社會階層了;
因為“階級”的詞性比較重;"階層"比較中性,
所以preemption優先級->階級;每個階級內部,有一些階層,sub優先級->階層;

如果按照NVIC_PriorityGroup_4這么分,就分為了16個階級(1個階層就是1個preemption優先級),0個階層;高階級的人,可以打斷低階級的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1個中斷和15級嵌套。
每個階級(每個preemption優先級),你來指定這43人中,誰進入該階級;一個人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他進入“階級8”,則
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8; // 指定搶占式優先級別1,可取0-15

另外,在同一階級內部,一個人在做事的時候,另外一個人不能打斷他;(preemption優先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關系)
還有,如果他們兩個同時想做事,因為沒有階層,那么就根據Vector table中的物理排序,讓排名靠前的人去做;

又有1個人SPI1_IRQChannel,設定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定搶占式優先級別1,可取0-15

SPI1_IRQChannel的階級高,EXTI0_IRQChannel做事的時候可以打斷(嵌套)。



如果按照NVIC_PriorityGroup_3這么分,就分為了8個階級(1個階級是1個preemption優先級),每個階級內有2個階層(sub優先級);高階級的人,可以打斷低階級的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1個中斷和7級嵌套。

每個階級(每個preemption優先級),你來指定這43人中,誰進入該階級;一個人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他進入“階級3”,則:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定搶占式優先級別1,可取0-7
還需要指定他的階層:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定響應優先級別0,可取0-1

另有1個人叫EXTI9_5_IRQChannel,他的階級和階層設定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定搶占式優先級別0,可取0-7
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定響應優先級別1

那么這兩個人是同一階級的兄弟,一個人在做事的時候,另外一個人不能打斷他;(preemption優先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關系)
如果他們兩個同時想做事,因為前者的階層高,所以前者優先。

還有一個人叫USART1_IRQChannel,他的階級和階層設定如下
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 指定搶占式優先級別0,可取0-7
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定響應優先級別1

USART1_IRQChannel的優先級最高,當前面兩個人做事的時候,他都可以打斷(嵌套)。

以下的類推。


這兩日被些許瑣事所牽,身心俱累,本無心記錄,但回想前幾天的點滴收獲,無錄甚是可惜,于是身倚椅,旁敲鍵盤記之,唯慰藉自己及共享同道仁友。廢言不再多,就此入題。
        NVIC,中文名嵌套中斷向量控制器,是Cortex-M3系列控制器內部獨有集成單元,與CPU結合緊密,降低中斷延遲時間并且能更加高效處理后續中斷。舉個例子,比如火車站買票,那些火車站的規章制度就是NVIC,規定學生和軍人有比一般人更高優先級,它們則給你單獨安排個窗口,同學與同學之間也有區別,那就是你也得排隊,也就是你的組別(搶斷優先級)和你的排隊序號(響應優先級)決定你何時能買到票。
       搶斷優先級,顧名思義,能再別人中斷是搶占別人中斷,實現中斷嵌套。響應優先級則只能排隊,不能搶在前面插別人的對,即不能嵌套。
STM32中指定優先級的寄存器為4位,其定義如下:
第0組:所有4位用于指定響應優先級
第1組:最高1位用于指定搶占式優先級,最低3位用于指定響應優先級
第2組:最高2位用于指定搶占式優先級,最低2位用于指定響應優先級
第3組:最高3位用于指定搶占式優先級,最低1位用于指定響應優先級
第4組:所有4位用于指定搶占式優先級
以上定義也稱作中斷優先級分組,相關內容在STM32固件庫的misc.h文件中有詳細定義。
基礎了解了就可以對中斷進行操作了。
第一步:使用void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)函數對優先級分組配置。NVIC_PriorityGroup可以配置為
NVIC_PriorityGroup_0 => 選擇第0組
NVIC_PriorityGroup_1 => 選擇第1組
NVIC_PriorityGroup_2 => 選擇第2組
NVIC_PriorityGroup_3 => 選擇第3組
NVIC_PriorityGroup_4 => 選擇第4組
例如:NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0)配置為0組。
第二步:中斷初始化結構體配置,結構體類型定義如下:
typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                 
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  //搶斷優先級
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;  //響應優先級      
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;      
} NVIC_InitTypeDef;

例如:STM32外部中斷0配置如下
    EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //搶占優先級別(0~1)
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 7;  //響應優先級別(0~7)
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

第三步:中斷初始化結構體初始化操作如下
         NVIC_Init(&EXTI_NVIC_InitStructure);

第四步:開關總中斷操作。在STM32中是通過改變CPU優先級來允許和禁止中斷的。
(1)   下面兩個函數等效關閉總中斷
void NVIC_SETPRIMASK(void);
void NVIC_SETFAULTMASK(void);
(2)   下面兩個函數等效開放總中斷
void NVIC_RESETPRIMASK(void);
void NVIC_RESETFAULTMASK(void);
(3)   常用操作是先關后開中斷
NVIC_SETPRIMASK();     // Disable Interrupts
NVIC_RESETPRIMASK(); // Enable Interrupts
兩種類型函數要成對使用

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沙發
ID:236866 發表于 2017-10-1 11:27 | 只看該作者
最簡單的理解是:
NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 是一級排序的空間,
NVIC_IRQChannelSubPriority 是二級排序的空間
用類似于SQL語里面的 order by NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  asc  NVIC_IRQChannelSubPriority asc理解
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