DSP中断设置示例简明教程

李大许

DSP中断设置简明教程

作者：wuzhenzhi

一、    简述

本文介绍TMS320C6000系列中断设置的简明方法。通过示例定时器中断，MCBSP串口接收中断及外部中断这三种中断实现过程，介绍如何实现中断各个寄存器的配置，中断向量表书写以及中断服务函数。最后提供一个简要的示例程序可供大家下载使用。此示例在DSK6416的TI官方实验板上通过测试。由于定时器和串口工作模式较繁，因此对中断无关部分不做介绍。

二、    实现DSP中断需要做哪些通用工作

设置允许哪些非屏蔽中断

设置各个允许的非屏蔽中断的中断来源

设置开启总中断

设计中断向量表

将中断向量表通过cmd文件挂载到指令内存

提供中断处理函数

如果中断向量表首地址挂载的不是0地址，那么需要设置中断向量表地址寄存器

对于不同的中断源，需要做各个自己的工作，比如如果是外部中断，那么需要设置管脚极性，即由高->低产生中断抑或反之。

为了照顾知识较少的读者，下面将从一个新工程出发，引导大家建立一个中断示例程序。

如果您对建立工程很熟悉，可以跳过此步。

三、    建立新工程

1.点击 Project->New,设置Project Name为intexample，Project Type为Executable，Target选择您需要的器件，在此由于本人使用的是DSK6416评估板。因此选择TMS320C64XX。

2.添加标准库rts6400.lib，以便自动产生c_int00等函数。右击当前工程，选择“Add Files to Project”,选择库所在路径，一般为CCS安装自带，可参考本CCS3.1版本的路径地址：\CCStudio_v3.1\C6000\cgtools\lib\rts6400.lib

如果您使用的是**器件类型，请在lib文件夹内选择**器件库。

添加源文件，选择File->New->Source File，保存为main.c到工程路径下。

在此文件内书写主函数。

void main(void)

{

       while(1);

}

最后通过如2步骤添加此文件到工程。

3.添加寄存器别名定义头文件。在本示例中，对需要用到的寄存器定义别名后，构成global.h文件，内容在后文逐步介绍。在此可以建立一个空文件，并在main.c中包括它。

#include"global.h"

到此，一个DSP的新工程框架制作完毕。

4.添加cmd链接文件

       为了实现链接时内存配置，我们需要提供一个cmd文件，为了方便，可以从官方的示例程序中拷贝一份，再加以修改。

       在安装目录下D:\CCStudio_v3.1\tutorial\器件类型\hello1示例下，会找到一个hello1.cmd，

       将其拷贝到本工程目录下，并将其改名为link.cmd，最后将其添加到工程中。

       由于此文件没有声明stack和heap，会产生警告，如果动态数据较多也容易溢出。因此我们最好在此文件提供stack和heap的大小，其值可根据实际情况调整，修改后，此文件内容类似为：

-stack 0x1000

-heap 0x1000

MEMORY

{

   ISRAM      : origin = 0x0,         len =0x1000000

}

SECTIONS

{

        .vectors > ISRAM

        .text   > ISRAM

        .bss    > ISRAM

        .cinit  > ISRAM

        .const  > ISRAM

        .far    > ISRAM

        .stack  > ISRAM

        .cio    > ISRAM

        .sysmem > ISRAM

}

至此，工程建立完毕，可以编译一遍，观察是否正常。

---------------------------  intexample.pjt - Debug  ---------------------------

[main.c]"D:\CCStudio_v3.1\C6000\cgtools\bin\cl6x" -g-fr"D:/intexample/Debug" -d"_DEBUG" -mv6400-@"Debug.lkf" "main.c"

[Linking...]"D:\CCStudio_v3.1\C6000\cgtools\bin\cl6x" -@"Debug.lkf"

<Linking>

Build Complete,

  0 Errors, 0 Warnings, 0 Remarks.

四、    定时器中断设计

首先，我们先实现一个定时器中断，因为它不受外部影响，容易测试。

在global.h文件中，加入控制寄存器和中断寄存器别名定义，另外为了使用定时器1，也应对其别名进行定义：

/*定义控制寄存器*/

extern cregister volatileunsigned int AMR;     /* Address Mode Register      */

extern cregister volatileunsigned int CSR;     /* Control StatusRegister    */

extern cregister volatileunsigned int IFR;     /* Interrupt FlagRegister    */

extern cregister volatileunsigned int ISR;     /* Interrupt SetRegister     */

extern cregister volatileunsigned int ICR;     /* Interrupt ClearRegister   */

extern cregister volatileunsigned int IER;     /* Interrupt EnableRegister  */

extern cregister volatileunsigned int ISTP;    /* InterruptService Tbl Ptr  */

extern cregister volatileunsigned int IRP;     /* Interrupt ReturnPointer   */

extern cregister volatileunsigned int NRP;     /* Non-maskable IntReturn Ptr*/

extern cregister volatileunsigned int IN;      /* General PurposeInput Reg  */

extern cregister volatileunsigned int OUT;     /* General PurposeOutput Reg */

/* 定义中断选择寄存器*/

#define MUXH     0x019C0000

#define MUXL      0x019C0004

#define EXTPOL  0x019C0008

/*定义定时器1寄存器*/

#define CTL1       0x01980000                             //Timer1 control register

#define PRD1      0x01980004                             //Timer1period register

#define CNT1      0x01980008                             //Timer1counter register

之后，在main函数中对定时器进行初始化，在此我们使用Timer1，参数初始化函数如下：

void Timer1_Init(void)

{

       *( volatile unsigned int* )CTL1= 0x00000201;             //计数器功能设置

       *( volatile unsigned int* )PRD1= 0x1000;                     //计数器周期值

       *( volatile unsigned int* )CTL1|= 0x000000C0;            //计数器清零，启动

}

并在主函数中调用它。

随后我们设置中断寄存器参数。

DSP支持1个RESET中断，1个NMI（不可屏蔽中断），12个可屏蔽中断（INT4-15），它们具有优先级顺序，INT4最高，INT15最低。每个中断号都可以设置任何中断来源。在此我们选择中断INT10，即开启中断10，并设置其中断来源为定时器1，即在MUXH或MUXL中指定位上填写中断来源选择码：

中断来源选择码定义如下：（此内容可以通过帮助中搜索INTSEL得到）

INTSEL(Interrupt SelectionNumber Description)

00000b  DSPINT Hostport host to DSP interrupt

00001b  TINT0    Timer0 interrupt

00010b  TINT1    Timer1 interrupt

00011b  SD_INT  EMIFSDRAM timer interrupt

00100b  EXT_INT4     Externalinterrupt 4

00101b  EXT_INT5     Externalinterrupt 5

00110b  EXT_INT6     Externalinterrupt 6

00111b  EXT_INT7     Externalinterrupt 7

01000b  EDMA_INT    EDMAchannel (0-15) interrupt

01001-01011b            Reserved

01100b  XINT0    McBSP0transmit interrupt

01101b  RINT0    McBSP0receive interrupt

01110b  XINT1    McBSP1transmit interrupt

01111b  RINT1    McBSP1receive interrupt

10000-11111b            Reserved

从中得到定时器1的中断选择码为00010。

MUXH和MUXL的寄存器定义如下：（也可以通过帮助得到）

file:///C:/Users/daxu/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

MUXH

位           中断来源

30-26      INTSEL15

25-21      INTSEL14

20-16      INTSEL13

14-10      INTSEL12

9-5         INTSEL11

4-0         INTSEL10

31，15位保留，填0

file:///C:/Users/daxu/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

MUXL

位           中断来源

30-26      INTSEL9

25-21      INTSEL8

20-16      INTSEL7

14-10      INTSEL6

9-5         INTSEL5

4-0         INTSEL4

31，15位保留，填0

因此，我们设置MUXH的第4-0位为定时器1的中断选择码00010，其余位可以任意设置(在此可以填1)。转换为16进制后，设置如下：

       *( volatile unsigned int* )MUXH=0x7fff7fe2;

MUXL可以不设置。

开启中断到IE10，使能全局中断：

       IER |= 0x00000402;                  //IE10=1

       CSR       |= 0x00000001;                 // 全局中断使能

以上就完成了中断参数的配置，中断启动并且可以进入了。下面是中断的处理过程。主要分为设计中断向量表和中断处理函数。

我们可以从DSP CCS的示例中复制一份向量表的雏形。例如\CCStudio_v3.1\tutorial\dsk6416\hello1\vectors.asm

将其拷贝到本工程目录下并加入工程中。

中断向量表包含了16个中断处理单元，每个单元限制必须是8条指令。如果不够8条，可以用nop填充，（但nop 4算1条语句），如果服务程序过多，那么可以制作专门的中断服务程序，此时此表只起到跳转作用，这样CPU就可以正确寻址找到正确的中断服务入口。

首先分析一下此文件。

文件开始定义了一个宏，用于处理未用到的中断。

unused  .macro id

        .global unused:id:

unused:id:

        b unused:id:    ; nested branches to block interrupts

        nop 4

        b unused:id:

        nop

        nop

        nop

        nop

        nop

它的做法是让程序进入死循环，我认为这种做法未必最优，因此我建议使用直接返回的方式。返回到被中断地址，对于可屏蔽中断为b irp，因此将此宏部分替换成，注意一定要凑够8条。

unused  .macro id

        .global unused:id:

unused:id:

        b irp

        nop

        nop

        nop

        nop

        nop

        nop

              nop

        .endm

这样，即使我们误开启了此中断，也会顺利返回。当然，如果我们确信的确没有开启，那么其内容是无意义的。

代码的正文部分用了一系列unused n来插入此宏，起到占地的作用。

由于NMI的返回与可屏蔽中断不同，它在向量表中位于RESET之下，即unused 1，我们将其删除，替换为

NMI:    b nrp

              nop

              nop

              nop

              nop

              nop

              nop

              nop

为了实现定时器1中断的处理，我们将unused10删除，替换为我们自己的中断跳转程序，如下：

INT10:

              stw b0,*--b15

              mvkl _xint0_isr,b0

              mvkh _xint0_isr,b0

              b b0

              ldw *b15++,b0

              nop 3

              nop

              nop

另外，需要和语句：

        .ref _c_int00           ; C entry point

类似，添加处理程序的引用

              .ref _xint0_isr               ; timer 1 interrupt handler

由于中断向量表的位置需要特定指明，且应对齐到400H，在此文件中，已经定义了段名：

        .sect ".vectors"

因此我们需要将此.vector代码段挂载到专门的一段指定内存区域。

修改link.cmd 链接文件，加入INT区域，起点为0地址。其大小为400H，将原先的ISRAM起始点修改。并将SECTIONS中的.vector指向自己定义的内存区域。

MEMORY

{

   INT        : origin = 0x00000000,  len =0x0000400

   ISRAM     : origin = 0x00000400,  len =0x1000000

}

SECTIONS

{

        .vectors > INT

…

}

中断向量表设置、安装完毕。

最后，设计中断服务函数，在main.c中添加：

interrupt voidxint0_isr(void)

{

}

注意，一定要标识interrupt关键字，用于产生中断返回语句b irp，同时，此函数的入口参数和出口参数应为void。如果需要更新变量，可以通过全局变量的方式。

另外，C语言函数名称与汇编相差一个“_”，请在设计中断向量表时注意添加。

经过上述步骤，整个定时器中断的制作过程就完成了。此时可以在interrupt void xint0_isr(void)上添加一个断点，运行后应该停在此处。如果进入失败，可以先在vector.asm的INT10:stw b0,*--b15一句上设置断点，如果没有进入此处，证明中断没有进来，可以检查是否在参数设置上出现了问题。

五、    外部中断设计

DSP6000系列提供了INT4-7四个中断输入管脚，因此可以通过此四个管脚的输入电平变化实现外部中断。对于电平变化的极性，分为高到低，低到高两种，因此，DSP采用寄存器EXTPOL来设置。EXTPOL只有低4位有效，分别代表INT4-7，对于每个位有：

0：低->高产生中断

1：高->低产生中断

因此设置它即可完成极性变化。

下面，以设置外部端口INT7中断，并将其挂载到12号中断为例，简述实现过程：

将12号中断设置为外部中断7，即MUXH（4:0）=00111,此时MUXH设置为：

       *( volatile unsigned int*)MUXH=0x7fff7ce2;//0111 1100 1110 0010

将IER的第12位开启。

              IER|= 0x00001402;                    //IE10=1 IE12=1

对vectors.asm的unused 12替换为：

INT12:

              stw b0,*--b15

              mvkl _extint7_isr,b0

              mvkh _extint7_isr,b0

              b b0

              ldw *b15++,b0

              nop 3

              nop

              nop

并添加引用

.ref _extint7_isr

在main.c中加入服务函数：

interrupt voidextint7_isr(void)

{

}

在硬件上，对INT7/GPIO7管脚产生一个低->高的信号，则可以触发出中断。

若改变此极性，可以设置EXTPOL第四位为1：

              *(volatile unsigned int* )EXTPOL|= 0x00000008;

此时，一个高->低的信号可以产生中断。

       需要注意的是，如果你对GPIO进行过初始化，一定要保证GPEN的中断引脚相应位为1。如全部使能：

                     *(volatile unsigned int* )GPEN    = 0x000000F0;

六、    MCBSP串口接收中断设计

在实际应用过程中，经常需要通过中断接收串口数据。在此假设添加MCBSP0接收中断到11号。

首先，将MCBSP0别名添加到global.h文件。

设置MCBSP0参数并启用，其初始化函数为：

void MCBSP0_Init(void)

{

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_SPCR      = 0x00000000;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_SRGR      = 0x200000FF;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_PCR  = 0x00000800;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_XCR  = 0x000100A0;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_RCR  = 0x000100A0;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_MCR        = 0x00000000;

       *( volatile unsigned int* )McBSP0_SPCR  |= 0x00C10001;

}

并在main函数中调用。

开启中断11：

       IER |= 0x00001C02;                    //IE10=1 IE11=1 IE12=1

并将MUXH（9:5）=01101，综合以上三个中断，此时MUXH为：

       *( volatile unsigned int*)MUXH=0x7fff1da2;//0001 1101 1010 0010

当然，如果只考虑现在的中断，MUXH可以设置为：

       *( volatile unsigned int* )MUXH=0x7fff7dbf;//01111101 1011 1111

制作中断服务程序，将数据取出：

interrupt void rint0_isr(void)

{

       int DotRev;

       DotRev=*( volatile unsigned int *)McBSP0_DRR;

}

修改vectors.asm,替换unused 11为：

INT11:

              stw b0,*--b15

              mvkl _rint0_isr,b0

              mvkh _rint0_isr,b0

              b b0

              ldw *b15++,b0

              nop 3

              nop

              nop

添加引用：

              .ref _rint0_isr               ; mcbsp 0 receive interrupthandler

这时，所有的任务完成了，可以通过设置断点观察一下接收的数值。

另外需要注意一定要在服务程序中将数据取出，否则会停止接到新的数据。

七、    **话题

1.设置中断向量表起始位置

上文讨论的都是将中断向量表放置在0地址，如果需要放置到任意地址（以400H对齐），那么就需要提供向量表起始地址。

比如我们的终端向量位置：INT设置为：

MEMORY

{

   INT        : origin = 0x00000400,  len =0x0000400

   ISRAM      : origin = 0x00000800,  len = 0x1000000

}

那么我们在初始化中断时，应设置：

       ISTP=0x00000400;

2.查看现在的中断位图

可以查看中断标志寄存器IFR相应位（15:0）看是否有中断到达。

file:///C:/Users/daxu/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg

3.清除/设置原先的中断

如果需要清除原先的中断，可以通过对ICR寄存器相应位置位。如果希望人工触发中断，可以设置ISR寄存器相应位置位，它们将更新IFR位图。

比如，我们在定时器中断服务程序中，通过设置ISR的第12位，人工触发外部INT7的12号中断。

interrupt voidxint0_isr(void)

{

       ISR=0x00001000;

}

那么CPU将执行extint7_isr(void)处理此中断。

又比如，在上例的外部中断中，有时会出现刚一开机，没有发送信号就有中断进来的情况，那么怎样克服呢？可以通过ICR克服。对ICR置位可以清除可屏蔽中断。对应位有效。比如在设置中断初始化时清除所有原先的中断。那么可以加入语句：

       ICR =0xffffffff;

4.DSP/BIOS下的中断设置

在DSP/BIOS管理下，我们不需要自己设定中断向量表，以及中断初始化等等，一切通过BIOS的图形化设置即可完成。

添加一个DSP/BIOS

选择File->New，在本测试下选择DSK6416，读者可根据自己实际需要选取。保存为Configuration1.cdb。

将其添加到工程。

如上例需求，选择HWI的10，11，12号中断,右键选择Properties分别填写如下参数：

HWI_INT10  interrupt source=Timer_1        function=_xint0_isr(注意下划线！)

HWI_INT11   interrupt source=MCSP_0_Receive function=_rint0_isr

HWI_INT11   interrupt source=External_Pin_7             function=_extint7_isr

在main函数中可以通过同样的方法启动中断。

              IER |= 0x00001C02;                 //IE10=1 IE11=1 IE12=1

              CSR       |= 0x00000001;                 //全局中断使能

至此配置完毕。

5.中断进不来怎样检查？

首先检查是否设置IER相应位开启，CSR最低位置位，其次看看中断向量表地址是否设置正确。如果确认无误。在向量表中断应当进入的位置设定断点。运行看是否执行到断点。如果有，那么看看中断服务程序有没有执行到。如果中断只进来一次后就再也无法进入了，可以查看中断向量表是否能返回到原程序，如果不能返回，查看是否是8条语句。另外可以通过跟踪查看birp语句是否被执行。如果可以正常返回到原程序，例如串口接收，看看是否没有取值导致阻塞。如果是这样需要将原先值取出才有新的中断。

6.中断若干寄存器的说明到哪里去找？

可以通过Help->Contents,搜索关键字的方法得到。也可以参考官方文档。

八、    附带程序

本教程以附件提供三个示例：

1.        onlytimerint——仅包含了定时器的示例

2.        int——包含了完整的3种中断

3.        intbios——提供了DSP/BIOS下的此3种中断。

九、    参考文档

《TMS320C64x/C64x+ DSP CPU and Instruction Set Reference Guide》Chapter5 interrupts