一种中断处理系统、方法、可读存储介质及程序产品与流程

    技术2025-04-07  42


    本发明涉及计算机应用,特别是涉及一种中断处理系统、方法、可读存储介质及程序产品。


    背景技术:

    1、中央处理器(central processing unit,cpu)的外部中断用于处理中央处理器外部发生的特定事件或请求。外部中断可以由硬件设备如键盘、打印机、鼠标等发起,也可以由系统中的故障如电源掉电、硬件故障等紧急情况触发。

    2、平台级中断控制器(platform level interrupt controller,plic)是第五代精简指令集(reduced instruction set computer v,risc-v)架构标准定义的系统中断控制器,其主要用于多个外部中断源的优先级仲裁和派发。在单核或者核数量较少的相对简单的系统情况下,普通的平台级中断控制器处理可以完成相应的外部中断处理。然而,随着系统规模的日益增大,目前的平台级中断控制器对于数百甚至上千处理器核的硬件线程(hardware thread,hart)的可扩展性差,平台级中断控制器的连线复杂。并且处理器核在接收到中断信号后需要再中断处理程序逐个查询外设以确定中断源,中断响应的延迟高。

    3、综上所述,如何有效地解决平台级中断控制器的可扩展性差,中断响应的延迟高等问题,是目前本领域技术人员急需解决的问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种中断处理系统,该系统提高了平台级中断控制器的可扩展性,降低了中断响应延迟;本发明的另一目的是提供一种中断处理装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

    2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

    3、一种中断处理系统,包括:

    4、外设部件互联快速总线,用于接收各外设分别发送的中断电气信号;将各中断电气信号转换为消息告知中断信号,并将各消息告知中断信号发送至平台级中断控制器;

    5、所述平台级中断控制器,用于根据预设中断仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁,得到当前选中的消息告知中断信号;对所述当前选中的消息告知中断信号进行解析,得到发送所述当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息;向risc-v架构处理器发送中断通知;

    6、所述risc-v架构处理器,用于根据所述中断通知获取所述中断标识信息;根据所述中断标识信息调用可用处理器核进入所述目标外设对应的中断服务程序进行中断处理。

    7、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,还用于在根据预设中断仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁之前,当接收到首个消息告知中断信号时,获取发送所述首个消息告知中断信号的外设;将发送所述首个消息告知中断信号的外设对应的目标中断等待寄存器置为非使能状态;其中,所述平台级中断控制器中包括至少一个中断等待寄存器,所述中断等待寄存器与各外设为一对多关系。

    8、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于根据所述预设中断仲裁机制对所述目标中断等待寄存器置对应的各外设发送的消息告知中断信号进行仲裁。

    9、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,还用于在得到发送所述当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息之后,将所述中断标识信息存储至读取/完成寄存器;其中,所述读取/完成寄存器部署于所述平台级中断控制器;

    10、所述risc-v架构处理器,具体用于从所述读取/完成寄存器中读取所述中断标识信息。

    11、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于根据所述中断标识信息确定所述目标外设所属的目标外设类型;从由所述目标外设类型的各处理器核分别对应的读取/完成寄存器构成的读取/完成寄存器集合中选取得到目标读取/完成寄存器;将所述中断标识信息存储至所述目标读取/完成寄存器;

    12、所述risc-v架构处理器,具体用于从所述目标读取/完成寄存器中读取所述中断标识信息;调用所述目标读取/完成寄存器对应的目标处理器核进入所述目标外设对应的中断服务程序进行中断处理。

    13、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于基于负载均衡原则从由所述目标外设类型的各处理器核分别对应的读取/完成寄存器构成的读取/完成寄存器集合中选取得到目标读取/完成寄存器。

    14、在本发明的一种具体实施方式中,所述risc-v架构处理器,还用于在中断处理完成之后,将所述中断标识信息写回所述目标读取/完成寄存器。

    15、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,还用于当检测到所述risc-v架构处理器向所述目标读取/完成寄存器的写回动作时,对所述外设部件互联快速总线的状态进行修改。

    16、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于通过将所述目标中断等待寄存器置为使能状态对所述外设部件互联快速总线的状态进行修改。

    17、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于紧急性原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    18、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于响应时间原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    19、在本发明的一种具体实施方式中,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于依赖关系原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    20、一种中断处理方法,应用于平台级中断控制器,包括:

    21、接收外设部件互联快速总线发送的各消息告知中断信号;其中,各消息告知中断信号由所述外设部件互联快速总线对各外设分别发送的中断电气信号进行信号转换得到;

    22、根据预设中断仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁,得到当前选中的消息告知中断信号;

    23、对所述当前选中的消息告知中断信号进行解析,得到发送所述当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息;

    24、向risc-v架构处理器发送中断通知,以使所述risc-v架构处理器根据所述中断通知获取所述中断标识信息,并根据所述中断标识信息调用可用处理器核进入所述目标外设对应的中断服务程序进行中断处理。

    25、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述中断处理方法的步骤。

    26、一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的中断处理方法的步骤。

    27、本发明所提供的中断处理系统,包括:外设部件互联快速总线,用于接收各外设分别发送的中断电气信号;将各中断电气信号转换为消息告知中断信号,并将各消息告知中断信号发送至平台级中断控制器;平台级中断控制器,用于根据预设中断仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁,得到当前选中的消息告知中断信号;对当前选中的消息告知中断信号进行解析,得到发送当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息;向risc-v架构处理器发送中断通知;risc-v架构处理器,用于根据中断通知获取中断标识信息;根据中断标识信息调用可用处理器核进入目标外设对应的中断服务程序进行中断处理。

    28、本发明的有益效果在于:通过在外设与平台级中断控制器之间设置外设部件互联快速总线,通过外设部件互联快速总线为各外设分配独享通道带宽,并将接收到的各中断电气信号转换为统一的消息告知中断信号,将各消息告知中断信号发送给平台级中断控制器,避免了各外设与平台级中断控制器之间的复杂连线设置,较大地简化了平台级中断控制器的连线复杂度,提高了平台级中断控制器的可扩展性。并且转换完成的消息告知中断信号中携带有发送当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息,不需要处理器核进行中断源的查询,较大地降低了中断响应延迟,提升了risc-v架构处理器的中断处理效率。

    29、相应的,本发明还提供了与上述中断处理系统相对应的中断处理方法、计算机可读存储介质和计算机程序产品,具有上述技术效果,在此不再赘述。


    技术特征:

    1.一种中断处理系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,还用于在根据预设中断仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁之前,当接收到首个消息告知中断信号时,获取发送所述首个消息告知中断信号的外设;将发送所述首个消息告知中断信号的外设对应的目标中断等待寄存器置为非使能状态;其中,所述平台级中断控制器中包括至少一个中断等待寄存器,所述中断等待寄存器与各外设为一对多关系。

    3.根据权利要求2所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于根据所述预设中断仲裁机制对所述目标中断等待寄存器对应的各外设发送的消息告知中断信号进行仲裁。

    4.根据权利要求2或3所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,还用于在得到发送所述当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息之后,将所述中断标识信息存储至读取/完成寄存器;其中,所述读取/完成寄存器部署于所述平台级中断控制器;

    5.根据权利要求4所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于根据所述中断标识信息确定所述目标外设所属的目标外设类型;从由所述目标外设类型的各处理器核分别对应的读取/完成寄存器构成的读取/完成寄存器集合中选取得到目标读取/完成寄存器;将所述中断标识信息存储至所述目标读取/完成寄存器;

    6.根据权利要求5所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于基于负载均衡原则从由所述目标外设类型的各处理器核分别对应的读取/完成寄存器构成的读取/完成寄存器集合中选取得到目标读取/完成寄存器。

    7.根据权利要求5所述的中断处理系统,其特征在于,所述risc-v架构处理器,还用于在中断处理完成之后,将所述中断标识信息写回所述目标读取/完成寄存器。

    8.根据权利要求6所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,还用于当检测到所述risc-v架构处理器向所述目标读取/完成寄存器的写回动作时,对所述外设部件互联快速总线的状态进行修改。

    9.根据权利要求7所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于通过将所述目标中断等待寄存器置为使能状态对所述外设部件互联快速总线的状态进行修改。

    10.根据权利要求1所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于紧急性原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    11.根据权利要求1所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于响应时间原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    12.根据权利要求1所述的中断处理系统,其特征在于,所述平台级中断控制器,具体用于根据基于依赖关系原则设定的中断优先级仲裁机制对各消息告知中断信号进行仲裁。

    13.一种中断处理方法,其特征在于,应用于平台级中断控制器,包括:

    14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求13所述中断处理方法的步骤。

    15.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求13所述的中断处理方法的步骤。


    技术总结
    本发明公开了一种中断处理系统、方法、可读存储介质及程序产品,涉及计算机应用技术领域,包括:外设部件互联快速总线,用于将接收到的各外设分别发送的中断电气信号转换为消息告知中断信号,将各消息告知中断信号发送至平台级中断控制器;平台级中断控制器,用于根据对各消息告知中断信号进行仲裁;对仲裁得到的当前选中的消息告知中断信号进行解析,得到发送当前选中的消息告知中断信号的目标外设的中断标识信息;向RISC‑V架构处理器发送中断通知;RISC‑V架构处理器,用于根据获取到的中断标识信息调用可用处理器核进入目标外设对应的中断服务程序进行中断处理。本发明提高了平台级中断控制器的可扩展性,降低了中断响应延迟。

    技术研发人员:张青,王棚辉,展永政,张璐
    受保护的技术使用者:山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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