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  • 关于中断的分类和优先级优先级由高到低排序)
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    2020-11-11 16:00:18

    1.机器校验中断:高速程序发生了设备故障,比如电源故障,主存出错等

    2.访馆中断:用户程序需要操作系统接入,调用操作系统服务等

    3.程序性中断:包括指令和数据的格式错误,程序执行中出现异常等

    4.外部中断:来自机器外部,包括定时器中断、外部信号中断、中断键中断等

    5.IO中断:由IO控制器产生,用于发送信号通知操作完成

    6.重启中断

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    NVIC:Nested Vectored Interrupt Controller

    STM32(Cortex-M3)中有两个优先级的概念——抢占式优先级和响应优先级,有人把响应优先级称作’亚优先级’或’副优先级’,每个中断源都需要被指定这两种优先级。

    具有高抢占式优先级的中断可以在具有低抢占式优先级的中断处理过程中被响应,即中断嵌套,或者说高抢占式优先级的中断可以嵌套低抢占式优先级的中断。

    当两个中断源的抢占式优先级相同时,这两个中断将没有嵌套关系,当一个中断到来后,如果正在处理另一个中断,这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达,则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个;如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等,则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。

    既然每个中断源都需要被指定这两种优先级,就需要有相应的寄存器位记录每个中断的优先级;在Cortex-M3中定义了8个比特位用于设置中断源的优先级,这8个比特位可以有8种分配方式,如下:

    所有8位用于指定响应优先级
    最高1位用于指定抢占式优先级,最低7位用于指定响应优先级
    最高2位用于指定抢占式优先级,最低6位用于指定响应优先级
    最高3位用于指定抢占式优先级,最低5位用于指定响应优先级
    最高4位用于指定抢占式优先级,最低4位用于指定响应优先级
    最高5位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
    最高6位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
    最高7位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
    这就是优先级分组的概念。


    Cortex-M3允许具有较少中断源时使用较少的寄存器位指定中断源的优先级,因此STM32把指定中断优先级的寄存器位减少到4位,这4个寄存器位的分组方式如下:
    第0组:所有4位用于指定响应优先级
    第1组:最高1位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
    第2组:最高2位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
    第3组:最高3位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
    第4组:所有4位用于指定抢占式优先级

    可以通过调用STM32的固件库中的函数NVIC_PriorityGroupConfig()选择使用哪种优先级分组方式,这个函数的参数有下列5种:

    NVIC_PriorityGroup_0 => 选择第0组
    NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
    NVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
    NVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组
    NVIC_PriorityGroup_4 => 选择第4组

    接下来就是指定中断源的优先级,下面以一个简单的例子说明如何指定中断源的抢占式优先级和响应优先级:

    // 选择使用优先级分组第1组
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    // 使能EXTI0中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 指定抢占式优先级别1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 使能EXTI9_5中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定抢占式优先级别0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


    要注意的几点是:
    1)如果指定的抢占式优先级别或响应优先级别超出了选定的优先级分组所限定的范围,将可能得到意想不到的结果;
    2)抢占式优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系;
    3)如果某个中断源被指定为某个抢占式优先级别,又没有其它中断源处于同一个抢占式优先级别,则可以为这个中断源指定任意有效的响应优先级别。


    在老的MCU中,没有分组的概念,分组是为了更好地管理中断,可以将同一个优先级的任务放在同一分组里,先到先执行,同时到,按子优先级顺序执行。
    NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_4)意味着没有子优先级,只有抢占优先级的区别,跟老MCU基本一样
    NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_0)意味着没有抢占优先级,只有子优先级的区别

    中断分组设置好以后,设置中断任务的优先级
    NVIC_SetPriority(irq,pri0)
    irq 表示中断号,由MCU决定
    pri0 值域 0~15 根据前述分组,决定哪些位是 抢占优先级,哪些位是 子优先级
    数值越低,优先级越高
    当然,以上设置是在相应中断配置后,且相应中断使能的情况下才有效

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  • VLAN ID一起使用,位于高位起16-18bit字段,长度3bit,取值范围0-7,0优先级最低,7优先级最高 TPID(Tag ProtocolIdentifier标签协议标识):2字节的定值0X8100,表明这是一个加了802.1Q标签的帧。 TCI...

    1、802.1P优先级(有时也称COS优先级):

        802.1p用户优先级定义在二层802.1Q 标签头中的TCI字段中,和VLAN ID一起使用,位于高位起16-18bit字段,长度3bit,取值范围0-7,0优先级最低,7优先级最高

    TPID(Tag ProtocolIdentifier标签协议标识):2字节的定值0X8100,表明这是一个加了802.1Q标签的帧。

    TCI(Tag Control Information):2字节,包含了帧的控制信息

    Priority:802.1P优先级,3bit,取值0-7

    CFI:1bit,暂时保留未用,为0说明是规范格式,1为非规范格式,被用在令牌环/源路由FDDI介质访问方法中来指示封装帧中所带地址的比特次序信息。

    VLANID:12bit,取值范围0-4095,由于0 和4095保留,实际取值范围是1-4094,每个支持802.1Q协议的交换机发送出来的数据包都会包含这个域,以指明自己属于哪一个VLAN

    2、IP优先级和TOS优先级:

        IP优先级定义在三层IP报文头中的TOS字段(8bit)中,占据高位的3bit,取值范围0-7,0优先级最低,7优先级最高

    首先,看一下IPV4的报文格式

    如上图所示,IPV4的报文头重包含一个8-bit的TOS(服务类型)优先级区域,它通常被分为precedence部分(IP优先级)-前3bitTOS优先级(紧接着的4bit),最后一位作保留;格式如下:

    起初,该字段定义如下(RFC1349):

    IP优先级具体取值及含义如下:

    111-Network Control  网络控制

    110 -Internetwork Control  网间控制

    101 -Critic  关键

    100 - FlashOverride  疾速

    011 -Flash  闪速

    010 -Immediate快速

    001 -Priority  优先

    000 -Routine  普通

    优先级6和7一般保留给网络控制数据使用,比如路由。

    优先级5推荐给语音数据使用。

    优先级4由视频会议和视频流使用。

    优先级3给语音控制数据使用。

    优先级1和2给数据业务使用。

    优先级0为缺省标记值。

    在标记数据时,既可以使用数值,也可以使用名称(英文名称)。

    3、DSCP优先级:

          由于对区分服务类型的多样化的要求,IP优先级的8个优先级是远远不够的,在之后的RFC文档中对TOS字段进行了重新的分配,命名为DSCP,DSCP优先级是把整个8位的前6位重新定义了一下,称为DSCP优先级,取值范围0-63,0优先级最低,63优先级最高COS TOS DHCP通常要做映射机制。

        

        由于DSCP和IP PRECEDENCE是共存的于是存在了一些兼容性的问题,而且DSCP的可读性比较差,比如DSCP 43(101011)我们并不知道对应着IP PRECEDENCE的什么取值,于是就把DSCP进行了进一步的分类。目前定义的DSCP总共分成了4类(64个优先级并未用完):

    类选择器 Class Selector(CS)           aaa 000

     加速转发 Expedited Forwarding(EF)     101 110

     确保转发 Assured Forwarding(AF)       aaa bb0

     尽力而为 Default(BE)                  000 000

    https://www.cnblogs.com/zandon/p/11923607.html

    (4)IP precedence和DSCP的对应

    DSCP

    IP/802.1P

    DSCP二进制

    DSCP十进制

    应用

    丢包率

    BE

          0

    000 000

    0[0x0a]

    Internet

     

    AF1

    Green 1

    001 010

    10[0x0a]

    Leased Line

        L

    AF1

    Green 1

    001 100

    12[0x0e]

    Leased Line    

        M

    AF1

    Green 1

    001 110

    14[0x0e]

    Leased Line

        H

    AF2

    Green 2

    010 010

    18[0x12]

    IPTV VOD

        L

    AF2

    Green 2

    010 100

    20[0x12]

    IPTV VOD

        M

    AF2

    Green 2

    010 110

    22[0x12]

    IPTV VOD

        H

    AF3

    Green 3

    011 010

    26[0x1a]

    IPTV Broadcast

        L

    AF3

    Green 3

    011 100

    28[0x1a]

    IPTV Broadcast

        M

    AF3

    Green 3

    011 110

    30[0x1a]

    IPTV Broadcast

        H

    AF4

    Green 4

    100 010

    34[0x22]

    NGN/3G Singaling

        L

    AF4

    Green 4

    100 100

    36[0x22]

    NGN/3G Singaling

    M

    AF4

    Green 4

    100 110

    38[0x22]

    NGN/3G Singaling

    H

    EF

          5

    101 110

    46[0x2E]

    NGN/3G voice

     

    CS6(INC)

          6

    110 000

    48[0x2E]

    Protocol

     

    CS7(NC)

          7

    111 000

    56[0x2E]

    Protocol

     

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  • 关于stm32优先级大小的理解

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    一、 组别:0>1>2>3>4

        组别优先顺序(第0组优先级最强,第4组优先级最弱):NVIC_PriorityGroup_0>NVIC_PriorityGroup_1>NVIC_PriorityGroup_2>NVIC_PriorityGroup_3>NVIC_PriorityGroup_4

    二、抢占优先级和响应优先级执行过程举例:

        

     

      ①   实验现象:中断B(C)执行时,A中断到来,则A打断B(C)中断,执行A中断(即中断嵌套)。

        结果说明:0级抢占优先级>1级抢占优先级,以此类推,0>1>2.......>15

        拓展:抢占优先级最多可以嵌套15次

      ② 实验现象:中断B(C)执行时,C(B)中断到来,则执行当前的中断B(C),执行完当前中断B(C)后再执行中断C(B)。

        结果说明:当B(C)中断的抢占优先级等级相同时,执行中的中断B(C)不能被中断C(B)打断,必须等待当前中断B(C)执行完再执行中断C(B)。与响应优先级无关。

      ③  现象:当B、C中断同时到来时,首先响应中断B。

         结果说明:响应优先级大小:0>1>2......>15

      ④  如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等,则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。

     

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优先级0和1