AURIX 微控制器將三種強(qiáng)大的技術(shù)集成在一個硅芯片上，為嵌入式應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了新的功率、速度和經(jīng)濟(jì)性水平。AURIX 微控制器旨在滿足最苛刻的嵌入式控制系統(tǒng)應(yīng)用需求，在這些應(yīng)用中，價格/性能、實(shí)時響應(yīng)能力、計(jì)算能力、數(shù)據(jù)帶寬和功耗等相互競爭的因素是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素。

TriCore 架構(gòu)手冊描述了 Infineon Technologies TriCore 微控制器架構(gòu)的核心架構(gòu)和指令集。TriCore 是一種統(tǒng)一的 32 位微控制器-DSP 單核架構(gòu)，針對實(shí)時嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

TriCore 架構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

高性能和低功耗：TriCore 架構(gòu)具有高效的指令集和流水線設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)高性能和低功耗。

實(shí)時響應(yīng)能力：TriCore 架構(gòu)具有多個實(shí)時特性，如多個優(yōu)先級級別、硬體計(jì)時器和事件管理器，可以滿足實(shí)時嵌入式系統(tǒng)的嚴(yán)格要求。

安全性：TriCore 架構(gòu)具有多種安全特性，如記憶體保護(hù)和片上加密引擎，可以保護(hù)系統(tǒng)免受攻擊。

TriCore 微控制器廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域，如汽車發(fā)動機(jī)控制、安全系統(tǒng)、工業(yè)自動化控制和智能家居設(shè)備等。

AURIX TC3xx為TriCore 162 generation, 最多有6個300Mhz CPUs

AURIXTC3xx family system architecture

依不同的需求，AURIX TC3xx 有著先進(jìn)的封裝技術(shù)提供最佳的價格/性能比，客戶可以在同一引腳兼容封裝中選擇不同的包裝。

AURIX TC3xx family package scalability

中斷管理模塊(Interrupt Router (IR))

在真實(shí)的應(yīng)用中，存在大量的中斷事件。例如ADC采樣，通訊模組(CAN, UART, SPI, I2C....)等等，這些事件的處理都會中斷服務(wù)者停止運(yùn)行程序，進(jìn)而執(zhí)行中斷優(yōu)先權(quán)高的程序。完成后回到中斷處，繼續(xù)運(yùn)行主程序。而AURIX TC3xx提供了最多六個CPUs核心，這些事件中都需要使用者來分配相對應(yīng)的事件給各個CPUs執(zhí)行，以減輕單一CPU的負(fù)擔(dān)。本文章主要介紹AURIX的系統(tǒng)中斷和事件處理，主要包含外部中斷、內(nèi)部中斷和軟件中斷。中斷服務(wù)包含CPU與DMA。

Feature List

支持多達(dá) 1024 個服務(wù)請求的中斷系統(tǒng)

每個 ICU / 服務(wù)提供者支持多達(dá) 255 個服務(wù)請求優(yōu)先級級別

支持多達(dá) 8 個 ICU / 服務(wù)提供者

為每個已實(shí)現(xiàn)的 CPU / DMA 模塊（服務(wù)提供者）提供一個專用的 ICU

低延遲仲裁 - 從收到服務(wù)請求到將其發(fā)送到服務(wù)提供者需要 3/4 個時鐘周期

每個外圍設(shè)備中斷都有一個專用的服務(wù)請求節(jié)點(diǎn) (SRN)

每個 SRN 都有一個可編程的 8 位優(yōu)先級向量

每個 SRN 都可以映射到一個已實(shí)現(xiàn)的 ICU / 服務(wù)提供者

SRN 在配置的服務(wù)提供者確認(rèn)中斷時由硬件自動清除

支持完整性的中斷系統(tǒng)

每個 CPU 有 8 個通用服務(wù)請求 (GPSR)，可用作軟件中斷（未分配給外圍設(shè)備或外部中斷）

服務(wù)請求廣播寄存器 (SRB) 可同時向多個服務(wù)提供者發(fā)送通用服務(wù)請求（軟件中斷）

優(yōu)先級相關(guān)的中斷請求屏蔽（對于 CPU，相關(guān)控制寄存器包含在 CPU 中）

具有濾波模式和觸發(fā)模式的外部中斷（例如，下降沿、上升沿、高電平或低電平）。模式可以在運(yùn)行時配置

CPU 喚醒支持（向 CPUx 發(fā)送服務(wù)請求會發(fā)信號給 SCU，在 CPUx 處于 IDLE 狀態(tài)時喚醒 CPUx）

Overview

中斷請求可以由 CPU 或 DMA 模塊來處理。中斷請求被稱為“Service Requests“，而不是“Interrupt Requests“，因?yàn)樗鼈兛梢杂扇魏我粋€Service Provider來處理。中斷系統(tǒng)在中斷路由器模塊(Interrupt Router)中實(shí)現(xiàn)，該模塊包括服務(wù)請求節(jié)點(diǎn) (SRN)、中斷控制單元 (ICU) 和用于軟件開發(fā)支持的其他功能。

如下圖所示，每個可以生成服務(wù)請求的模塊都連接到中央中斷路由器模塊(Interrupt Router)中的一個或多個服務(wù)請求節(jié)點(diǎn) (SRN)。中斷路由器模塊(Interrupt Router)還包括幾個用于軟件 (SW) 觸發(fā)服務(wù)請求的通用服務(wù)請求節(jié)點(diǎn) (SRN)。每個 SRN 都包含一個服務(wù)請求控制寄存器 (SRC)，用于配置服務(wù)請求，例如優(yōu)先級、映射到可用Service Provider之一。

Block Diagram of the Interrupt System

每個Service Request 必須配置為由其中之一Service Provider來服務(wù)

每個 SRN 都連接到中斷路由器模塊(Interrupt Router)中的所有 ICU，其中 SRN 控制寄存器設(shè)置定義了目標(biāo)Service Provider和服務(wù)請求的優(yōu)先級。每個 ICU 處理來自映射到 ICU 的 SRN 的競爭服務(wù)請求之間的中斷仲裁。每個 ICU 都連接到一個Service Provider（CPU 或 DMA 模塊），其中 ICU 在仲裁回合中提供有效的獲勝Service Request/SRN，Service Provider反過來向 ICU 發(fā)信號表示何時以及正在處理哪個服務(wù)請求。

Tos

為每個服務(wù)請求分配優(yōu)先級

每個服務(wù)請求必須分配一個從 0 到 255 的服務(wù)請求優(yōu)先級號 (SRPN)：

取決于所選的服務(wù)提供者 (TOS)，SRPN 表示以下內(nèi)容：

CPUx：相關(guān)服務(wù)請求的中斷優(yōu)先級（SRPN 0 為不觸發(fā)）

DMA：要觸發(fā)的 DMA 通道的編號。

仲裁

對于每個 ISPx，IR (Interrupt Router)在映射到該 ISPx 的掛起服務(wù)請求組中進(jìn)行仲裁。仲裁回合的獲勝者是具有最高優(yōu)先級（SRPN 號碼）的掛起 SR。

仲裁是中斷系統(tǒng)中的一個重要過程，用于確定應(yīng)由哪個服務(wù)提供者處理服務(wù)請求。在仲裁過程中，中斷路由器模塊 (IR) 會檢查映射到每個服務(wù)提供者 (ISPx) 的掛起服務(wù)請求組。IR 會選擇具有最高優(yōu)先級（SRPN 號碼）的掛起服務(wù)請求，并將其發(fā)送到該 ISPx。

仲裁過程可以確保最緊急的服務(wù)請求得到優(yōu)先處理。例如，如果一個外部設(shè)備需要立即傳輸重要數(shù)據(jù)，則 IR 會確保該設(shè)備的服務(wù)請求得到優(yōu)先處理。

仲裁過程通常在一個硬件模塊中實(shí)現(xiàn)，該模塊能夠快速高效地進(jìn)行仲裁。這確保了中斷系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)服務(wù)請求。

以下是一個仲裁過程的示例：

一個外部設(shè)備向中斷路由器模塊 (IR) 發(fā)送服務(wù)請求。

IR 檢查映射到該設(shè)備的服務(wù)提供者 (ISPx) 的掛起服務(wù)請求組。

IR 選擇具有最高優(yōu)先級（SRPN 號碼）的掛起服務(wù)請求。

IR 將所選服務(wù)請求發(fā)送到 ISPx。

ISPx 處理服務(wù)請求。

Arbitration

結(jié)論

中斷系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)中的重要組成部分，用于接收、管理和處理來自外圍設(shè)備和其他模塊的服務(wù)請求。Interrupt Roter是Aurix中斷系統(tǒng)的核心。每個外圍設(shè)備中斷都有專門的服務(wù)請求節(jié)點(diǎn) (SRN)，服務(wù)提供者和服務(wù)請求優(yōu)先級號配置，中斷溢出，軟件中斷設(shè)置/清除。每個服務(wù)提供者都有專門的中斷控制單元 (ICU)對映射到不同 ISP 的待處理服務(wù)請求進(jìn)行并行和獨(dú)立的仲裁。

支持優(yōu)先級仲裁，以確保最緊急的服務(wù)請求得到優(yōu)先處理。

支持多種Service Provider，包括 CPU 和 DMA 模塊。

支持多種Service Request，包括中斷請求和軟件(SW)觸發(fā)的服務(wù)請求。

提供使用者靈活的應(yīng)用，以及可靠性的事件處理，采用硬件加速可快速響應(yīng)服務(wù)的請求。