[发明专利]用于安全中断处理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于安全中断处理的系统，用于验证获胜服务请求节点的优先级的方法，以及用于验证服务请求的完整性的方法和设备。

背景技术

微控制器必须对其所控制的嵌入式系统中的事件提供实时响应。当发生特定事件时，中断系统能够以信号通知处理器暂停对当前指令序列的处理，并且开始中断服务例程（ISR），其也被称作“中断处理程序”。所述ISR将在返回到原来的指令序列之前执行中断源所发出的中断请求（IRQ）所要求的任意处理。可能的中断源是依赖于设备的，并且通常包括事件，诸如内部计时器溢出、完成模拟到数字的转换、诸如来自被按压按钮的输入的逻辑电平变化、以及通信链路上所接收到的数据。在功耗如在电池供电的设备中那样重要的情况下，中断也可能将微控制器从低功率的休眠状态中唤醒，处理器在所述休眠状态中停止直至外围事件要求其进行某些工作。

中断控制器被设计为向主处理器（中央处理器，CPU）提供中断能力。当设备发出中断请求时，其被送至中断控制器，CPU由此生成中断，所述CPU继而利用所述中断控制器通过特殊寄存器对中断源进行检查，所述特殊寄存器保持在所述中断处理器并由其进行管理。

中断总线提供了能够生成中断或服务请求的设备连接到能够对中断进行服务的设备的方式。这通常可以是连接到处理器的中断控制器。诸如通用异步收发器（UART）或计时器之类的每种能够生成中断的设备（所谓的“中断源”）具有一个或多个直接连接到中断总线上的服务请求节点（SRN）。注意到，贯穿本申请，术语“服务请求节点”都被用于分别连接到中断总线和中断控制器的节点，其中所述服务请求节点被指定到特定中断源，即能够生成中断的设备。因此，所述服务请求节点可以连接到特定中断源或者是其一部分。

一个系统可以实现任意数量的中断总线。（根据实施方式）每个SRN可以在软件中被配置为连接到多个中断总线之一，或者不连接到任何中断总线。每个中断总线由连接到SRN的中断控制单元（ICU）所控制。

在ICU和SRN之间的中断总线上执行仲裁过程，其用于确立多个服务请求中最高优先级的服务请求。所述ICU的处理器能够任意地接受该服务请求并且生成中断。如果其当前正在为更高优先级的服务请求提供服务，则也可以选择不接受所述服务请求。

每个SRN由系统上所运行的软件指定服务请求优先级号（SRPN），其中参与中断总线上的仲裁的每个SRN都需要唯一的SRPN。然而，只要两个SRN使用不同的中断总线，它们就可以共享相同的SRPN。

此外，每个SRN还可关于它利用其指定的SRPN将服务请求（中断）传送到的中断总线/ICU进行配置。

ICU在所有的活动（active）SRN之间进行仲裁，所述活动SRN即具有活动服务请求的SRN，其中仲裁基于活动SRN的优先级进行。

只要至少一个SRN在中断总线上被请求（经由中断总线被指示），则ICU就请求所有的活动SRN经由总线传送其优先级。中断总线的特定接线方式使得最高优先级（获胜SRN的优先级）被送至ICU。所述ICU将获胜SRN的优先级返回到SRN。参与该仲裁回合的所有SRN将ICU所返回的优先级与其自己的优先级进行比较，并且如果它们相同就对它们自己进行重置。ICU接管获胜SRN的优先级并且将其转发至CPU。

图1示例性示出了ICU 110和多个SRN 121、122和123之间的仲裁总线信号。

ICU 110具有经由连接170和171连接到第一SRN 121，经由连接170和172连接到第二SRN 122，并且经由连接170和173连接到第三SRN 123的第一输出。连接170、171、172和173形成了ICU命令总线（icu_cmd），其指示中断仲裁过程的状态。

ICU 110具有经由连接180和181连接到第一SRN 121，经由连接180和182连接到第二SRN 122，并且经由连接180和183连接到第三SRN 123的第二输出，其中连接180、181、182和183形成了结果总线（icu_result）。

每个SRN包括三个输出，其中SRN 121、122和123的第一输出分别经由连接151a、152a和153a连接到第一或门131a的输入，SRN 121、122和123的第二输出分别经由连接151b、152b和153b连接到第二或门131b的输入，并且SRN 121、122和123的第三输出分别经由连接151c、152c和153c连接到第三或门131c的输入。