专利名称：可配置中断程序运行模式的中断控制器的制作方法
可配置中断程序运行模式的中断控制器技术领域
本发明主要应用于嵌入式微处理器领域。
技术背景
随着嵌入式应用对安全性要求越来越高，支持多种程序运行模式的嵌入式微处理器成为业界趋势。此类嵌入式微处理器至少支持两种程序运行模式，分别是高级别模式和低级别模式，或者称之为系统模式和用户模式。其中，系统模式用于运行安全级别较高的系统程序，如操作系统；用户模式用于运行安全级别较低的用户程序。对于用户程序，如果需要利用系统程序的服务，一般是产生中断通过中断程序来进行。由于系统程序和用户程序通常由不同的角色来开发，因此就产生了系统程序、用户程序、中断程序多方协同开发的配合问题。
在一些嵌入式微处理器实现方案中，中断控制器固定定义所有的中断程序运行模式均为系统模式，此时中断程序作为系统程序的一部分由系统程序开发人员负责其安全性。这种方式一方面要求系统程序开发人员准确把握用户需求，对系统程序开发者提出了额外的要求，另一方面在某些安全性应用不太高的场合，限制所有的中断程序均为系统模式没有必要，反而增加了用户程序开发调试的成本。
在另一些嵌入式微处理器实现方案中，中断控制器固定定义一个或几个特殊的中断程序运行模式为系统模式，其他的中断其运行模式和发生中断之前的模式(系统模式或用户模式)保持一致。对于这种方式，由于未定义中断程序运行模式的中断可能运行在两种模式下，此类中断程序的开发责任不够明确，并且为了避免安全隐患，系统程序开发者仍然需要保证包括此类中断在内的所有中断的安全性，因此仍然存在系统程序开发者责任过重、对用户程序开发有所限制的问题。
还有一类嵌入式微处理器实现方案，其中端控制器固定定义一部分中断程序运行模式为系统模式，其他中断程序运行模式为用户模式。此时，系统模式中断程序的安全性由系统开发者保证，用户模式中断程序开放给用户。这种中断控制器实现方式在安全性和灵活性上都有增强，但是依然限定了用户对于中断的使用方式，无法根据某些应用领域的特点灵活配置中断的使用方式，仍存在一定局限性。
本发明提出的可配置中断程序运行模式的中断控制器，可以较好地解决以上问题。发明内容
本发明提出的可配置中断程序运行模式的中断控制器，支持在系统模式下配置各中断程序运行模式，并且只有系统程序才具有这种配置权限。
如果系统程序认为某些中断和安全性关系紧密，则可以定义此类中断程序运行模式为系统模式，此时这类中断程序应作为系统程序的一部分，其开发一般由系统程序开发者负责，或即便由用户开发，也需要经过系统程序的安全性审核。如果系统程序认为某些中CN 102541649 A断不涉及安全问题，则可以定义此类中断程序运行模式为用户模式，此时这类中断程序不作为系统程序的一部分，可以完全交给用户自行开发以方便用户使用。
在各种具体应用领域，不管是系统程序试图限定各类中断程序运行模式，还是系统程序和用户程序协商中断程序运行模式，通过提供以上可配置中断程序运行模式的中断控制器，并且把配置权限限定在系统程序的方式，均能满足各种开发需求，且各中断程序的安全属性清晰，没有安全隐患。
图1中断控制器处理电路部分及中断处理过程示意图
图2中断控制器配置电路部分示意图
图3中断控制器配置流程示意图具体实施方式
下面，分别从中断处理过程和中断配置过程两方面来说明本发明的具体实施方式
。
附图1示出了中断控制器处理电路部分及中断处理过程其中101为中断源预处理电路，102为中断使能处理电路，103为中断优先级处理电路，104为中断程序运行模式处理电路，105为中断信号产生电路，106为嵌入式微处理器
1.首先，经过中断源预处理电路(101)之后，有效的中断源信息被同时提交到中断使能处理电路(102)、中断优先级处理电路(103)、中断程序运行模式处理电路(104)进行处理，处理的结果被送至中断信号产生电路(105)；
2.如果该中断源被使能，且满足中断优先级要求，则中断信号产生电路将向嵌入式微处理器(106)发出中断请求，同时提供中断程序运行模式信息；
3.嵌入式微处理器接收来自中断控制器的中断信息，向中断控制器返回中断响应信息，并引导中断程序运行在其配置的模式下。
4.接收到嵌入式微处理器返回的中断响应信息后，中断响应处理电路(107)将反馈给中断信号产生电路，并清除相应的中断请求。
根据具体应用的需要，系统程序可以通过嵌入式微处理器(106)与中断控制器之间的接口电路(202)预先配置中断控制器的各类信息，如图2所示，需要配置的内容一般包括中断使能配置缓存003)、中断优先级配置缓存004)、中断程序运行模式配置缓存 (205)。从安全性角度考虑，中断程序运行模式配置缓存必须在系统模式下由系统程序配置，而中断使能和中断优先级配置缓存可以不做此要求。
由于和安全性以及系统程序和用户程序的协商有关，可以在系统程序运行之初进行中断程序运行模式的配置，如图3所示，其后再根据实际程序运行的需要进行中断使能、 中断优先级的配置，对于中断控制器的配置顺序并无严格要求。
权利要求
1.可配置中断程序运行模式的中断控制器，其特征是由中断源预处理电路、中断使能配置缓存及中断使能处理电路、中断优先级配置缓存及中断优先级处理电路、中断程序运行模式配置缓存及中断程序处理电路、中断信号产生电路、中断响应处理电路、接口电路部分构成；其中有效的中断源信息经过中断源预处理电路之后，被同时提交到中断使能处理电路、中断优先级处理电路、中断程序运行模式处理电路进行处理，处理的结果被送至中断信号产生电路；如果该中断源被使能，且满足中断优先级要求，则中断信号产生电路将向嵌入式微处理器发出中断请求，同时提供中断程序运行模式信息；嵌入式微处理器接收来自中断控制器的中断信息，向中断控制器返回中断响应信息， 并引导中断程序运行在其配置的模式下；接收到嵌入式微处理器返回的中断响应信息后，中断响应处理电路将反馈给中断信号产生电路，并清除相应的中断请求。
2.如权利要求1所述的可配置中断程序运行模式的中断控制器，其特征在于嵌入式微处理器通过中断控制器的接口电路配置各中断的中断使能、中断优先级和中断程序运行模式。
3.如权利要求1所述的可配置中断程序运行模式的中断控制器，其特征在于只有运行在高级别模式下的系统程序才能通过嵌入式微处理器配置中断程序运行模式，运行在低级别模式下的用户程序不能配置中断程序运行模式，当产生中断时，各中断程序根据系统程序的配置运行在高级别模式或低级别模式下，中断使能和中断优先级的配置不受模式限制。
4.如权利要求1所述的可配置中断程序运行模式的中断控制器，其特征在于所配置的信息分别存储于中断控制器的中断使能配置缓存、中断优先级配置缓存、中断程序运行模式配置缓存中，配置的信息在中断发生时起作用。
5.如权利要求1所述的可配置中断程序运行模式的中断控制器，其特征在于当产生有效的中断时，中断控制器提供给嵌入式微处理器的中断信息除了中断请求、中断优先级外， 还包括中断程序运行模式。
全文摘要
本发明提出了一种可配置中断程序运行模式的中断控制器。在嵌入式微处理器应用中，此中断控制器支持运行在高级别模式下的系统程序配置各中断程序的运行模式，为多方协同开发系统程序、用户程序、中断程序提供了很好的灵活性和安全性。
文档编号G06F9/48GK102541649SQ201010622318
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者乔文平, 叶茵, 陈波涛 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司