第2章中断源与中断向量

2. 中断源与中断向量：中断源分类（硬件/软件）、中断向量表（IVT）、中断向量地址映射

好，咱们接着聊。上一章我们把中断的“是什么”和“为什么”讲清楚了。这一章，咱们得深入一点，看看中断到底是从哪来的，以及CPU是怎么找到它的。

说白了，中断系统就像一个大楼里的应急响应中心。你得先知道“谁”能触发警报（中断源），然后还得知道“警报响了之后，应急手册放在哪”（中断向量表）。这两件事搞不明白，后面写中断服务程序就是瞎忙活。

2.1 中断源分类：硬件中断与软件中断

中断源，就是触发中断的源头。我习惯把它们分成两大类：硬件中断和软件中断。你想想看，一个来自外部世界，一个来自程序内部，本质完全不同。

2.1.1 硬件中断

硬件中断，是由芯片外部或内部的硬件模块产生的。它不受CPU控制，是“被动”发生的。

外部硬件中断：来自芯片引脚。比如GPIO按键按下、外部传感器信号跳变。我在项目中遇到过，一个电机驱动芯片的故障引脚直接连到了DSP的GPIO上，一旦电机过流，这个引脚就拉低，触发紧急停机中断。嗯，这个设计救过我的板子。
内部硬件中断：来自芯片内部外设。比如定时器溢出、ADC转换完成、SCI（串口）接收到数据。这些中断是DSP内部模块自己产生的，不需要外部连线。

核心区别：外部中断需要物理引脚，内部中断不需要。但它们的处理流程在CPU看来是一样的。

2.1.2 软件中断

软件中断，是程序主动“制造”出来的。它不是硬件触发的，而是通过执行一条特定的指令来触发。

陷阱（Trap）：故意触发的中断，用于系统调用。比如你在RTOS里调用一个API，底层可能就是通过软件中断切换到内核态。
异常（Exception）：程序出错时触发。比如除零错误、访问非法地址。这其实也算一种软件中断，但它是“被动”的。

我个人习惯把软件中断当作一种“受控的跳转”。你想让CPU立刻去执行一段特殊代码，但又不想用函数调用（因为函数调用会压栈很多寄存器），那就用软件中断。它只压栈关键上下文，效率更高。

我的经验：在调试阶段，我经常在关键位置插入一条软件中断指令。这样一旦程序跑到这里，就会停下来，我可以检查现场。这比设断点灵活多了。

2.2 中断向量表（IVT）

好，现在我们知道中断源有哪些了。但问题是：当某个中断发生时，CPU怎么知道该去执行哪段代码？

答案就是——中断向量表（Interrupt Vector Table，IVT）。

IVT，说白了就是一张“地址映射表”。它存放在内存的固定位置。这张表的每一项（称为“中断向量”）都存放着一个地址，这个地址就是对应中断服务程序（ISR）的入口地址。

我刚开始学DSP时，总觉得IVT很神秘。后来自己画了个图，一下就明白了。

你看，每个中断源都有一个固定的“中断向量号”。CPU拿到这个号后，直接去IVT里查表，找到对应的地址，然后跳过去执行。

注意：IVT的地址是固定的，由芯片厂商定义。你不能随便改。比如C2000系列DSP的复位向量通常位于0x3F FFC0。我曾经见过有人把IVT地址搞错了，结果一上电就跑飞了。

2.3 中断向量地址映射

中断向量地址映射，就是“中断向量号”到“IVT表项地址”的换算关系。这个关系通常很简单：

IVT表项地址 = IVT基地址 + (中断向量号 × 每个表项的大小)

举个例子。假设IVT基地址是0x3F FFC0，每个表项占2个字节（16位地址），那么：

中断向量号0（复位）：地址 = 0x3F FFC0 + 0×2 = 0x3F FFC0
中断向量号1（NMI）：地址 = 0x3F FFC0 + 1×2 = 0x3F FFC2
中断向量号2（外部中断1）：地址 = 0x3F FFC0 + 2×2 = 0x3F FFC4

嗯，这里要注意。不同DSP的IVT表项大小不一样。有些是2字节，有些是4字节（32位地址）。你得查数据手册确认。

核心要点：中断向量地址映射是硬件自动完成的。你只需要在IVT的对应位置填上你的ISR地址就行。CPU会帮你算好该去哪找。

2.4 实际配置示例（以TMS320F28335为例）

光说不练假把式。咱们看个实际例子。在TI的C2000系列DSP上，配置中断向量通常用PIE（外设中断扩展）模块。但底层原理是一样的。

// 定义中断服务函数
interrupt void myTimer0ISR(void)
{
    // 处理定时器中断
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;  // 应答中断
}

// 主函数中配置中断向量
void main(void)
{
    // 初始化PIE控制寄存器
    InitPieCtrl();
    
    // 禁止所有中断
    DINT;
    
    // 初始化PIE向量表
    InitPieVectTable();
    
    // 将ISR地址写入PIE向量表
    // 定时器0的中断向量在PIE中的位置是1.7（组1，第7个）
    EALLOW;  // 允许访问受保护的寄存器
    PieVectTable.TINT0 = &myTimer0ISR;
    EDIS;    // 禁止访问受保护的寄存器
    
    // 使能中断
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1;  // 使能定时器0中断
    IER |= M_INT1;                       // 使能CPU中断1
    EINT;                                // 全局使能中断
    
    while(1)
    {
        // 主循环
    }
}

你看，核心就是那一行 PieVectTable.TINT0 = &myTimer0ISR;。这行代码把ISR的地址写入了PIE向量表的对应位置。当定时器0中断发生时，CPU就会自动跳转到 myTimer0ISR 去执行。

避坑指南：我曾经在配置中断向量时，忘记调用 EALLOW 和 EDIS。结果写向量表的操作被硬件忽略了，中断一直触发不了。查了两天才发现是这个问题。所以，操作受保护的寄存器时，一定要成对使用 EALLOW 和 EDIS。

2.5 总结

这一章我们讲了三个核心概念：

中断源：分硬件中断和软件中断。硬件中断来自外部引脚或内部外设，软件中断是程序主动触发的。
中断向量表（IVT）：一张存放在固定内存地址的表格，每个表项存放一个ISR的入口地址。
中断向量地址映射：中断向量号到IVT表项地址的换算关系，由硬件自动完成。

搞懂了这些，你就掌握了中断系统的“骨架”。下一章，我们会往这个骨架上填“血肉”——也就是中断的优先级和嵌套。嗯，那才是真正考验设计能力的地方。

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2. 中断源与中断向量：中断源分类（硬件/软件）、中断向量表（IVT）、中断向量地址映射

2.1 中断源分类：硬件中断与软件中断

2.1.1 硬件中断

2.1.2 软件中断

2.2 中断向量表（IVT）

2.3 中断向量地址映射

2.4 实际配置示例（以TMS320F28335为例）

2.5 总结