Cortex-M3'teki kritik bölümler

Zamanlama kısıtlamaları veya eşzamanlılık sorunları nedeniyle istisnalara izin verilmeyen bir Cortex-M3 üzerinde kritik kod bölümlerini uygulama hakkında biraz merak ediyorum.

Benim durumumda bir LPC1758 kullanıyorum ve bir TI CC2500 alıcı-vericisi var. CC2500, RX arabelleğindeki veriler için kesme çizgileri ve TX arabelleğindeki boş alan olarak kullanılabilen pinlere sahiptir.

Örnek olarak, MCU'mun SRAM'ında bir TX arabelleği olmasını istiyorum ve alıcı-vericinin TX arabelleğinde boş alan olduğunda, bu verileri oraya yazmak istiyorum. Ancak, SRAM arabelleğine veri koyan rutin, TX'deki boş alan kesintisi ile kesilemez. Yani yapmak istediğim, bu tamponu doldurmak için bu prosedürü yaparken kesmeleri geçici olarak devre dışı bırakmak ama bu işlem sırasında meydana gelen herhangi bir kesintiyi bitirdikten sonra yürütmek.

Bu Cortex-M3'te en iyi nasıl yapılır?

Cortex M3, "Load-Exclusive" (LDREX) ve "Store-Exclusive" (STREX) olarak adlandırılan yararlı bir çift işlem işlemini (diğer birçok makinede de yaygındır) destekler. Kavramsal olarak, LDREX işlemi bir yük gerçekleştirir, ayrıca yüklenen konumun başka bir şey tarafından yazılıp yazılmayacağını gözlemlemek için bazı özel donanımlar ayarlar. Son LDREX tarafından kullanılan adrese bir STREX uygulanması, bu adresin yalnızca önce başka bir şey yazmamışsa yazılmasına neden olur . STREX komutu, mağaza gerçekleşmişse 0 veya iptal edilmişse 1 içeren bir kayıt yükleyecektir.

STREX'in genellikle karamsar olduğunu unutmayın. Söz konusu konuma gerçekten dokunulmamış olsa bile mağazayı gerçekleştirmemeye karar verebileceği çeşitli durumlar vardır. Örneğin, bir LDREX ve STREX arasındaki bir kesinti, STREX'in izlenen konumun vurulmuş olabileceğini varsaymasına neden olur. Bu nedenle, LDREX ve STREX arasındaki kod miktarını en aza indirmek genellikle iyi bir fikirdir. Örneğin, aşağıdakine benzer bir şey düşünün:

satır içi geçersiz safe_increment (uint32_t * addr)
{
  uint32_t yeni_değer;
  yapmak
  {
    yeni_değer = __ldrex (addr) + 1;
  } while (__ strex (yeni_değer, adres));
}

hangi gibi bir şey derler:

; Varsayalım ki R0 söz konusu adresi tutuyor; r1 çöp kutusuna gönderildi
lp:
  ldrex r1, [r0]
  r1, r1, # 1 ekle
  strex r1, r1, [r0]
  cmp r1, # 0; Sıfırdan farklı olup olmadığını test edin
  bne lp
  .. kod devam ediyor

Kodun yürütüldüğü zamanın büyük çoğunluğu, LDREX ve STREX arasında bunları "rahatsız etmek" için hiçbir şey olmayacak, bu nedenle STREX daha fazla uzatmadan başarılı olacaktır. Bununla birlikte, LDREX veya ADD komutunun hemen ardından bir kesme gerçekleşirse, STREX depoyu gerçekleştirmez, bunun yerine kod [r0] 'nin (muhtemelen güncellenmiş) değerini okumak ve yeni bir artan değeri hesaplamak için geri döner buna dayanarak.

Safe_increment gibi işlemler oluşturmak için LDREX / STREX kullanmak, yalnızca kritik bölümleri yönetmekle kalmaz, aynı zamanda birçok durumda bunlardan kaçınmayı da mümkün kılar.

MCU yazılımınızda bazı dairesel arabelleklere veya FIFO'lara ihtiyacınız olduğu anlaşılıyor. Okuma ve yazma için diziye iki dizin veya işaretçi izleyerek, hem ön planın hem de arka planın aynı ara belleğe parazit olmadan erişmesini sağlayabilirsiniz.

Ön plan kodu her zaman dairesel arabelleğe yazılabilir. Yazma işaretçisine veri ekler, ardından yazma işaretçisini artırır.

Arka plan (kesme işleme) kodu okuma işaretçisinden veri tüketir ve okuma işaretçisini artırır.

Okuma ve yazma işaretçileri eşit olduğunda, arabellek boştur ve arka plan işlemi veri göndermez. Arabellek dolduğunda, ön plan işlemi artık yazmayı reddeder (veya ihtiyaçlarınıza bağlı olarak eski verilerin üzerine yazabilir).

Okuyucuları ve yazarları ayırmak için dairesel arabelleklerin kullanılması kesintileri devre dışı bırakma ihtiyacını ortadan kaldırmalıdır.

Tam konumu hatırlayamıyorum ama ARM'den gelen kütüphanelerde (TI, ARM değil, CMSIS veya benzeri bir şey altında olmalı, ST kullanıyorum ama bu dosyanın ARM'den geldiğini bir yerde okuduğumu hatırlıyorum, bu yüzden de sahip olmalısınız ) bir genel kesme devre dışı bırakma seçeneği vardır. Bu bir işlev çağrısıdır. (Ben işte değilim ama yarın tam işlevi arayacağım). Bunu sisteminizde güzel bir adla tamamlar ve kesintileri devre dışı bırakır, işinizi yapar ve tekrar etkinleştiririm. Bunu söyledikten sonra, daha iyi seçenek küresel kesme devre dışı bırakmak yerine bir semafor veya kuyruk yapısı uygulamak olacaktır.