arm - 如何知道 IRQ 是否立即在 ARM Cortex M0+（或任何其他 MCU）上提供服务

Question

对于我的应用程序（在 STM32L082 上运行），我需要几种类型的中断的准确（相对）时间戳。我通过在 1 MHz 上运行一个计时器并在 ISR 运行后立即计数来做到这一点。它们都被赋予最高优先级，因此它们抢占了不太重要的中断。我面临的问题是，它们可能仍会被具有相同优先级的其他中断和禁用中断的代码延迟，而且似乎没有简单的方法可以知道发生了这种情况。ISR 被延迟是没有问题的，只要我知道特定的时间戳因此不准确。

我目前的方法是让每个 ISR 和每个禁用中断的代码块检查中断是否正在挂起，NVIC->ISPR[0]并为挂起的 ISR 标记它。每个 ISR 都会检查此标志，并在需要时将时间戳标记为不准确。

虽然这行得通，但感觉它是错误的方式。所以我的问题是：是否有另一种方法可以知道是否立即提供了 IRQ？

有问题的 IRQ 是用于 GPIO 引脚更改的 EXTI4-15 和用于唤醒定时器的 RTC。不幸的是，我无法更改 PCB 布局并在输入引脚上使用 TIM 输入捕获，也无法更改使用的 MCU。

更新

当前设置中精度的基本限制取决于内部 RTC 校准的性质，它会周期性地添加/移除 32kHz 滴答声，从而导致约 31 µs 的抖动。我的目标是尽可能消除（或至少检测）额外的时间戳错误。偶然阻塞中断（例如 50+ µs）很难避免并影响测量，因此至少需要知道何时发生这种情况。

更新 2

澄清一下，我认为这是一个软件问题，询问是否存在特定功能，如果存在，如何使用它。我正在寻找的答案之一是：“是的，有可能，只需检查寄存器 Y 的位 X”，或者“不，这是不可能的，但是 MCU ......确实有这样的功能，称为......”或“不，这样的功能通常在任何平台上都不可用（但常见的解决方法是......）”。这些信息将引导我（和未来的读者）找到软件解决方案，和/或更好的硬件设计要求。

标签： armcortex-misrirqtimestamping

Answer 1

一般来说

准确时间戳的理想解决方案是使用定时器捕获硬件（内置于微控制器或外部实现）。除此之外，使用具有足够优先级的 CPU 以使您的 ISR 始终具有最高优先级可以工作，或者您可以通过使 DMA 引擎对 GPIO 引脚进行采样（具体如下）来破解某些东西。

一些微控制器在内置外设之间有连接，允许一个外设触发另一个外设（例如触发定时器捕获的 GPIO 引脚，即使它不是专用的定时器捕获输入引脚）。制造商对这种类型的互连有不同的名称，但可以在Wikipedia上找到一般概述以及各种名称的列表。具体功能因制造商而异。

我从未在微控制器中遇到过用于指示 ISR 是否被更高优先级的 ISR 延迟的功能。我认为这不是一个常用的功能，因为您的 ISR 随时可能被更高优先级的 ISR 中断，即使在您检查了假设was_delayed标志之后也是如此。不过，较高优先级的 ISR 通常可以检查较低优先级的中断是否正在挂起。

针对您的具体情况

一种可能的方法是使用定时器和 DMA（类似于音频流，首选双缓冲/循环模式）将 GPIO 引脚连续采样到缓冲区，然后扫描缓冲区以确定引脚何时更改。请注意，这意味着 CPU 必须在缓冲区被 DMA 再次覆盖之前对其进行扫描，这意味着 CPU 只能在短时间内休眠，并且必须保持定时器和 DMA 时钟运行。ST的AN4666是相关文档，这里有示例代码（下载示例代码需要账号）。他们使用的是不同的微控制器，但他们声称这种方法可以适应他们阵容中的其他人。

否则，根据您当前的设置，我认为没有比您正在使用的解决方案更好的解决方案（检测到延迟时设置的标志）。ARM Cortex-M0+ NVIC 没有指示 ISR 是否延迟的功能。

对您当前方法的改进可能是使 ISR 尽可能短，因此它们仅进行时间戳收集，然后将任何其他工作放入队列中，以由主应用程序以较低优先级处理（仅适用于工作更多比入队操作复杂，并且如果工作对时间不敏感）。消除或缩短中断禁用区域也应该有所帮助。