8051 与 AndesCoreTM 的软件差异与移植

作者：时间：2015-07-29来源：收藏

5. 中断向量及异常处理函数例子

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/277992.htm

以中断向量及中断处理函数的例子说明差异及移植。

5.1. 汇编实现中段向量表

该例子显示怎样用汇编设置 8051 的中断向量和中断处理函数，在 8051 汇编中 ORG 指定了后面汇编代码的位置，后面的中断向量通常是一个跳转语句。如下例第一个向量跳到主函数 MAIN 函数中，另外一个外部中断 1,也是一个跳转指令：LJMP INT 到后面的用汇编实现的中断处理函数 INT 中。

ORG 0000H /*起始地址*/
LJMP MAIN /*跳转到主程序*/
ORG 0013H /*外部中断 1 的地址
LJMP INT /*跳转到 INT 执行*/
ORG 0100H /*主程序的起始地址
MAIN: MOV A,#0FEH /*将 FEH 送给 A*/
SETB IT1 /*外部中断 1 跳变沿触发方式*/ SETB EX1 /*外部中断 1 开中断*/
SETB EA /*CPU 开中断*/ MOV P0,A /*将 A 送给 P0*/
LOP: LJMP LOP /*循环等待*/
INT: RL A /*A 循环左移*/
MOV P0,A /*将 A 的数值送给 P0*/ RETI /*中断返回*/
END /*程序结束*/

[AndesCore™]

该例子显示怎样用汇编设置 AndesCore™的中断向量表和中断处理函数,该例子中 exception_vector 是中断向量表的 label, 后面分别表示第 0,1,2,3…个中断向量，它们只是简单的跳转指令，跳到具体的执行实体中去，如 vector 0 跳到_start,做系统相关的初始化操作，_start 是系统启动代码，用汇编语言来实现。vector 9 后面对应的是外部中断，中断处理函数如 OS_Trap_Interrupt_HW0， OS_Trap_Interrupt_HW1… 它通常用 C 来实现，可以参考后面 5.2 章节的 AndesCore™中断处理函数范例。

! 中断向量表所在的 section，该 section 在链接后会被存放在第一条指令执行处，通常是 0 位置
.section .vector, "ax"
!====================================================
! Vector table
!====================================================
.align 3
exception_vector: ! 以下是中断向量表
j _start ! (0) Trap Reset
j OS_Trap_TLB_Fill ! (1) Trap TLB fill
j OS_Trap_PTE_Not_Present ! (2) Trap PTE not present
j OS_Trap_TLB_Misc ! (3) Trap TLB misc
j OS_Trap_TLB_VLPT_Miss ! (4) Trap TLB VLPT miss
j OS_Trap_Machine_Error ! (5) Trap Machine error
j OS_Trap_Debug_Related ! (6) Trap Debug related
j OS_Trap_General_Exception ! (7) Trap General exception
j OS_Trap_Syscall ! (8) Syscall
j OS_Trap_Interrupt_HW0 ! (9) Interrupt HW0
j OS_Trap_Interrupt_HW1 ! (10) Interrupt HW1
.......
.......
.......
! _start 函数，是中断向量 0 对应的中断处理函数

.align 2
_start:
! ******** Begin of do-not-modify ************
! Please don’t modify this code
! Initialize the registers used by the compiler
#ifndef CONFIG_NO_NDS32_EXT_EX9
! make sure the instruction before setting ITB
! will not be optimized with ex9
.no_ex9_begin ! disable ex9 generation
#endif
! Support Relax, Set $gp to _SDA_BASE_
la $gp, _SDA_BASE_ ! init GP for small data access
#ifndef CONFIG_NO_NDS32_EXT_EX9
! Initialize the table base of EX9 instruction la $r0, _ITB_BASE_ ! init ITB
mtusr $r0, $ITB
.no_ex9_end
#endif
!*********** End of do-not-modify************
la $fp, _FP_BASE_ ! init $fp
la $sp, _stack ! init $sp 初始化堆栈寄存器
#ifdef CFG_LLINIT
bal _nds32_init_mem ! 初始化 DRAM
#endif
bal __init ! 初始化 CPU,SoC,C 运行环境等
bal main ! 最后跳转到 main 函数
1: b 1b

在上面用汇编设置 AndesCore™的中断向量表的例子中，我们需要将中断向量表最终设定在 0 地址处，可以通过 section 语法配合 sag 工具实现，例子中我们设定该段的 section 名为 .vector, 所以在 sag 中，我们自定义一个 USER_SECTION 为.vector，并将.vector 放在 0 开始的地方并作为第一个 section。

USER_SECTIONS .vector
SDRAM 0x00000000 0x00800000 ; address base 0x00000000, max_size=8M ;指定 LMA 为从 0 开始
{
EXEC 0x00000000 ;指定 VMA 为 0
{
* (.vector) ;放在 0 开始的地方并作为第一个 section
* (+RO,+RW,+ZI) STACK = 0x00800000
}
}

通过上面的 sag 语法，并使用 andes 提供的 sag 转 ld 的工具，可以产生类似以下的 ld，在工程进行链接的时候选择该 ld 时就能确保 .vector 链接的地址位于 0 处。

/* This file is generated by nds_ldsag (version 20140127). */ ENTRY(_start)
SECTIONS
{
PROVIDE (__executable_start = 0x00000000); NDS_SAG_LMA = 0x00000000 ; SDRAM_BEGIN = NDS_SAG_LMA;
. = 0x00000000; ; 起始地址为 0
.vector : { *(.vector) } ; .vector 在 0 开始的位置
.nds32_init : { KEEP(*(.nds32_init)) }
.interp : { *(.interp) }
.hash : { *(.hash) }
.dynsym : { *(.dynsym) }
.dynstr : { *(.dynstr) }
.gnu.version : { *(.gnu.version) }
......

关于详细的 SAG 使用，可以参考我们的另一篇文章：《Andes 的分散聚合（SAG）机制》http://www.andestech.com/cn/news-events/technical-article/2014/Andes20141008.pdf

5.2. 中断处理函数的 C 实现

[8051]

怎样用 C 写 8051 的中断处理函数范例

/* com interrupt handler */
void com_int(void) interrupt 4 // 有指定 interrupt 号
{
/* com interrupt handler here */
}

[AndesCore™]

怎样用 C 写 AndesCore™的中断处理函数范例

void syscall_handler() // 和普通函数的写法相同
{
puts("this is syscall handlern");
}

6. 适用于 MCU 的 Andes CPUs

Andes 有三款非常适用于 MCU 应用的 CPU,分别是：N705,N801,N968A,如下图所列：

8051 与 AndesCoreTM 的软件差异与移植

N705 和 N801 分别采用了两级和三级流水线，都具有很低的功耗和很好的性能，当应用需要的频率较低时，使用两级流水线的 N705 能发挥出更好的性能和更低功耗的特性，相比于 8051，两级流水线的 N705 在频率方面高出许多，比如在 TSMC 40nm LP 工艺下能跑到超过 240MHz，所以完全能胜任 8051 的应用需求。N968A 使用了五级的流水线，同样有低功耗的特性和很好的性能，同时该款 CPU 具有很强的可配置性，如支持多种总线接口，还支持了专门为 audio 的加速指令，N968A 是一个多面手，性能好，功耗低，又具备强大的可配置特性，适合于多种应用。

7. 总结

AndesCore™使用标准的 C 语法开发，方便快捷，同时作为 32 位 RISC（精简指令集）架构的 CPU，AndesCore™有多款适用于 MCU 应用的 CPU,相对于8051 具有功耗，性能方面优势。想了解更多 AndesCore™细节，可以登陆www.andestech.com。