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在中断发送方式中，若主程序要发送一个数据块，它首发送一组数据(≤8个)，然后使能ENTX，让数据自动从FIFO中发出去，这时主程序就结束了，CPU可以转去处理其他事情，而不必等待漫长的2.88ms的发送过程。当FIFO中数据发送完毕时，它会引发一个硬件中断，CPU收到该中断后在相应的中断服务程序中发送剩余的数据。显然，这种方式下CPU的利用率较高。由于主程序仅发送一组数据，过程非常简单，可参考查询方式的发送过程，在此不再赘述。笔者仅给出中断服务程序的函数框架：
Void interrupt NewISR(void) {disable();//关中断 intIntStatus=read_IntStatusReg();//读取中断状态寄存器 intIntMask=read_IntMaskReg();//读取中断屏蔽寄存器 if((IntStatus&0x01)&&(IntMask&0x01))sendover();//发送完毕中断分支 if((IntStatus&0x02)&&(IntMask&0x02))not_ empty();//接收FIFO非空分支 if((IntStatus&0x04)&&(IntMask&0x04))thresh old();//接收FIFO超过阈值 EndOfInt(IRQNum);//中断结束 enable();//打开中断 } voidsendover() {disable_ENTX(); if(counter {for(inti=1;i<=8;i++)//8个数据为一组 {write_long(send_data[counter++]);//send_data为发送缓冲区 if(counter>=total)break;//counter为已发送的数据个数 } enable_ENTX();} } |
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数据接收
数据的接收也可有查询接收和中断接收两种方式。在查询接收中，主程序每读取一个数据都要查询接收FIFO的状态，只有FIFO非空时才能读取数据。这种方式虽然简单，但是效率较低。查询接收的函数框架如下： Unsigned long Poll_Recv_Msg(unsigned long*Recv_Data_Buff) {int i;intempty=read_fifo_empty();//读取FIFO的空标志 while(empty!=1)//若FIFO非空，则不断读取数据 {*(Recv_Data_Buff++)=read_long();//将数据放入接收缓冲区 empty=read_fifo_empty();//再次查询FIFO状态 i++;//数据计数 } returni;//返回接收的数据个数 } 在中断接收方式中，主程序无需查询FIFO的状态，而是当接收FIFO非空或者超过设定的阈值时引发中断要求CPU来取数，接收数据在中断服务程序中执行。这样，CPU可以腾出大量的时间进行其他操作，而不被查询过程独占。在中断服务程序中维持一个循环队列，每次进入中断，接收的数据进入对列。主程序需要时可直接从队列中取数。对于FIFO非空产生的中断，进入中断服务程序后只要取一个数据即可，而对于FIFO超过阈值产生的中断，中断服务程序可取多个数据，直到产生中断的条件不成立为止。笔者只给出超过阈值的中断服务程序和主程序范例，前者可依次类推。 voidthreshold() {while(cnt)//cnt=阈值/2 {if(queue_threshold.front!=(queue_threshold.rear+1)%QueueSize)//队列不满 {queue_threshold.rear=(queue_threshold.rear+1)%QueueSize;//改变队尾指针 queue_threshold.data[queue_threshold.rear]=read_long();//进队 cnt--; } } } unsignedlongInt_Recv_Msg_threshold(unsignedlong*Recv_Data_Buff) {inti=0; while(queue_threshold.front!=queue_threshold. rear)//队列不空 {queue_threshold.front=(queue_threshold.front+1)%QueueSize;//改变队头指针 *(Recv_Data_Buff++)=queue_threshold.data [queue_threshold.front];//出队 i++;//读取数据个数 } returni; } |
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有关中断问题的讨论
(1)在有些接口设计中，接收数据时只要判断DR1或DR2信号有效即触发硬件中断，要求CPU来取数。由于数据的接收具有惯性，即当接收到一个数据时很有可能后面紧跟着很多数据，若使用该方法，则会不停的进出中断，且进入中断之后只取一个数。而进出入中断的过程要进栈(保护现场)和出栈(恢复现场)，其开销和进入中断服务程序之后仅取一个数据的时间相比有些“得不偿失”。本设计中，DR1或DR2信号的有效会触发接收逻辑，它自动把数据放入接收FIFO中，只有当FIFO中数据个数达到一定值时才通知CPU处理，因此，该方法可减少对主程序的干预，明显地提高了效率。 (2)中断接收数据时，虽然本设计支持FIFO非空和超过阈值两种中断方式，但实际应用中，前者的效率低下，笔者建议使用后者。在该设计中，中断的引发条件是FIFO超过阈值而不是FIFO满，这是因为若FIFO满时才产生中断，则在中断处理过程中新接收的数据可能会丢失。当然，FIFO的阈值要做适当选择。若阈值太小，则会经常进中断，效率太低;若太大，则会丢失数据。建议将阈值设置成半满或为FIFO深度的60%。 (3)由于PC/104系统的中断不像PCI中那样由系统统一分配，而是由用户根据系统资源使用状态自己设定，为此必须将中断设计成跳线开关形式，使其具有一定的灵活性。 结束语 采用FPGA技术结合高性能的HS-3282/HS-3182芯片组设计并实现了基于PC/104的ARINC429接口模块，该模块支持多种工作方式，使用器件少，可靠性高。软件上采用简捷方便的C语言实现了中断、查询方式的数据收发功能。目前，整套ARINC429模块已成功应用在某直升机中。使用情况表明，该接口模块性能稳定、实用性好。 来源：电子设计信息网 |
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