選擇合適的微控制器策略

　　高集成度與中斷延時(shí)和安全

　　現在的微控制器在其片內集成了越來(lái)越多的外設。通常來(lái)說(shuō)，外設對微控制器高效的完成工作起著(zhù)至關(guān)重要的作用。外設起著(zhù)連接傳感器、系統控制、數據通信、故障控制和計時(shí)等多種作用。傳統方法是使用中斷來(lái)與片內外設通信。這樣的優(yōu)勢很明顯，大大的節約CPU時(shí)間，使得軟件不必循環(huán)檢測外設狀態(tài)，從而本質(zhì)上提高了CPU的效率。即使如此，中斷方式仍然有一些劣勢，其中一個(gè)就是中斷例程中的上下文切換要花費一些處理周期。對于現代的CPU架構來(lái)說(shuō)，中斷的上下文切換需要20-100個(gè)時(shí)鐘周期。假設有一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，它獲取發(fā)來(lái)的SPI數據。如果SPI的速率是1Mbps，則SPI接收中斷的頻率可達125KHz.如果SPI中斷處理需要25時(shí)鐘周期(包括上下文切換)，那對于20MIPS的CPU時(shí)間來(lái)說(shuō)，僅處理SPI中斷就需要花費15%的CPU時(shí)間。如果同時(shí)還有其他一系列中斷，則意味著(zhù)CPU必須處理巨大的任務(wù)。

　　使用中斷方式的另一個(gè)劣勢就是中斷響應時(shí)間對關(guān)鍵系統事件的影響。某些中斷源可能要求在觸發(fā)后CPU必須立即響應。比如汽車(chē)的安全氣囊、動(dòng)力設備的急停等危機情況以及緊急情況的應用。所有這些都要求立即相應，或者立即關(guān)閉控制系統以防止發(fā)生永久性災難事件。如果CPU需要首先完成其他的中斷服務(wù)程序或者需要花費較長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行上下文切換，結果將無(wú)法預知。

　　目前，已經(jīng)有些半導體廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)了一些新的技術(shù)。這些技術(shù)用來(lái)取代傳統的中斷方式或者DMA方式，使用這類(lèi)技術(shù)進(jìn)行外設通信可以節省大量的CPU時(shí)間。