選擇合適的微控制器策略

　　高集成度與中斷延時(shí)和安全

　　現(xiàn)在的微控制器在其片內(nèi)集成了越來(lái)越多的外設(shè)。通常來(lái)說(shuō)，外設(shè)對(duì)微控制器高效的完成工作起著至關(guān)重要的作用。外設(shè)起著連接傳感器、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)通信、故障控制和計(jì)時(shí)等多種作用。傳統(tǒng)方法是使用中斷來(lái)與片內(nèi)外設(shè)通信。這樣的優(yōu)勢(shì)很明顯，大大的節(jié)約CPU時(shí)間，使得軟件不必循環(huán)檢測(cè)外設(shè)狀態(tài)，從而本質(zhì)上提高了CPU的效率。即使如此，中斷方式仍然有一些劣勢(shì)，其中一個(gè)就是中斷例程中的上下文切換要花費(fèi)一些處理周期。對(duì)于現(xiàn)代的CPU架構(gòu)來(lái)說(shuō)，中斷的上下文切換需要20-100個(gè)時(shí)鐘周期。假設(shè)有一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，它獲取發(fā)來(lái)的SPI數(shù)據(jù)。如果SPI的速率是1Mbps，則SPI接收中斷的頻率可達(dá)125KHz.如果SPI中斷處理需要25時(shí)鐘周期(包括上下文切換)，那對(duì)于20MIPS的CPU時(shí)間來(lái)說(shuō)，僅處理SPI中斷就需要花費(fèi)15%的CPU時(shí)間。如果同時(shí)還有其他一系列中斷，則意味著CPU必須處理巨大的任務(wù)。

　　使用中斷方式的另一個(gè)劣勢(shì)就是中斷響應(yīng)時(shí)間對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)事件的影響。某些中斷源可能要求在觸發(fā)后CPU必須立即響應(yīng)。比如汽車的安全氣囊、動(dòng)力設(shè)備的急停等危機(jī)情況以及緊急情況的應(yīng)用。所有這些都要求立即相應(yīng)，或者立即關(guān)閉控制系統(tǒng)以防止發(fā)生永久性災(zāi)難事件。如果CPU需要首先完成其他的中斷服務(wù)程序或者需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行上下文切換，結(jié)果將無(wú)法預(yù)知。

　　目前，已經(jīng)有些半導(dǎo)體廠商開發(fā)了一些新的技術(shù)。這些技術(shù)用來(lái)取代傳統(tǒng)的中斷方式或者DMA方式，使用這類技術(shù)進(jìn)行外設(shè)通信可以節(jié)省大量的CPU時(shí)間。