TC3xx芯片的Trap詳解（二）之TC3xx芯片的產(chǎn)生

前言

前面的文章<>介紹了Trap的類型以及Trap產(chǎn)生后如何定位Trap位置和原因，但是對(duì)于Trap的產(chǎn)生只簡(jiǎn)要闡述了內(nèi)部異常（Exception）時(shí)會(huì)產(chǎn)生Trap，對(duì)于Trap還存在以下的問題：

問題1:異常（Exception）和外部中斷的區(qū)別？

問題2:什么是NMI，如何產(chǎn)生NMI，NMI有什么用？

問題3:除了NMI，用戶如何主動(dòng)制造異常？

問題4:如何配置異常中斷？

本文先詳細(xì)介紹TC3xx芯片的產(chǎn)生，然后再回答上述問題：

參考文檔：

1. Infineon-AURIX_TC3xx_Part1-UserManual-v02_00-EN

2. TriCoreTM TC1.6.2 core architecture manual

縮略詞

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正文

1.TC3xx芯片Trap產(chǎn)生

如圖1所示，Trap請(qǐng)求（TrapTrigger）或者通過TRAPSET寄存器設(shè)置對(duì)應(yīng)的trap bit都能置位對(duì)應(yīng)的TRAPSTAT的狀態(tài)bit.寄存器TRAPDIS[0:1]位域確定哪些CPUs接收來自TRAPSTAT的trigger flag.默認(rèn)狀態(tài)下，Reset復(fù)位后所有的CPUs會(huì)接收Trap. TRAPSTAT寄存器中的trap flag可以通過寫TRAPCLR寄存器的對(duì)應(yīng)bit來清除。

Figure 1: CPU Trap Generation

1.1 Trap特點(diǎn)

. 可以通過ESRx Pin腳觸發(fā)Safety Alarm來觸發(fā)CPUTraps.

. CPUTrap觸發(fā)事件能夠被TRAPSTAT狀態(tài)寄存器捕獲。

.可以通過軟件產(chǎn)生或者移除CPUTrap觸發(fā)事件。

. 可以為單個(gè) CPU 禁用或啟用單個(gè) CPU Trap觸發(fā)事件。

Figure 2: Monitoring and Reset Pins

1.2 Trap處理

當(dāng)啟用（enable）Trapsource并設(shè)置Trap狀態(tài)標(biāo)志時(shí)生成Trap時(shí)，建議在啟用（enable） TRAPDISn 中的Trapsource之前通過 TRAPCLR寄存器 清除Trap狀態(tài)標(biāo)志。 Trap狀態(tài)標(biāo)志可以在啟用Trapsource之前設(shè)置，只要啟用Trapsource，就會(huì)導(dǎo)致意外的 CPU 陷阱。 Trap處理例程結(jié)束時(shí)，應(yīng)清除Trap狀態(tài)標(biāo)志。

1.3 Trap寄存器

主要有：

TRAPSTAT:Trap Status Register.

TRAPSET: Trap Set Register.

TRAPCLR: Trap Clear Register.

TRAPDIS0: Trap Disable Register 0.

TRAPDIS1: Trap Disable Register 1.

具體每個(gè)寄存器的位域作用參考芯片手冊(cè)。

2.VectorOS對(duì)異常的處理

2.1 異常Exception和中斷的關(guān)系

異常（Exception，Trap產(chǎn)生）:BTV寄存器中保存了異常向量表（Exception Vector）的基地址，異常向量表中保存了所有用戶配置和系統(tǒng)自帶的異常護(hù)理程序（Exception Handlers）。系統(tǒng)產(chǎn)生Trap時(shí)（比如非法訪問0地址）就會(huì)以 “中斷搶占“的方式調(diào)用對(duì)應(yīng)的異常護(hù)理程序（Exception Handlers）。

中斷（Interrupt，外部事件產(chǎn)生）:BIV寄存器中保存了中斷向量表（Interrupt Vector）的基地址。中斷向量表中保存了所有用戶配置和系統(tǒng)自帶的中斷護(hù)理程序（Interrupt Handlers）。系統(tǒng)產(chǎn)生外部（External）中斷事件（比如配置了CAN的接收中斷，收到CAN報(bào)文）時(shí)就會(huì)觸發(fā)中斷事件，系統(tǒng)就會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷處理程序。

所以，嚴(yán)格意義上來講，異常和中斷沒啥關(guān)系，只不過異常產(chǎn)生時(shí)會(huì)以“中斷搶占“的方式調(diào)用異常處理程序，處理過程和外部事件觸發(fā)的中斷處理過程類似，都是搶占當(dāng)前Task執(zhí)行xxxhandlers.

用戶調(diào)用DisableAllInterrupts API可以禁用/屏蔽所有的中斷，但是屏蔽不了Exception產(chǎn)生Trap，NMI(Non-Maskable Interrupt)實(shí)際上是一種Trap而不是ISR，只不過NMITrap(Class 7)產(chǎn)生后一定會(huì)去調(diào)用TrapHandler/Exception Handler, 且過程也是“中斷搶占“的形式，看上去就像”不可屏蔽的中斷一樣“。

2.2 Vector OS對(duì)異常處理

在<>一文中我們知道Tricore異常由8大類（Class0 – Class 7）。

TC3xx的BTV寄存器保存了異常向量表的基地址。異常向量表里面保存了用戶配置的異常處理程序，值得注意的是，Vector OS中以及實(shí)現(xiàn)了Class 1(memory protection errors)和Class 6(SYSCALL / TRAP instructions)的異常處理程序（exception handlers）。

產(chǎn)生Class 1 Trap后OS會(huì)調(diào)用Os_Hal_MemoryTrapEntry：

產(chǎn)生Class 6 Trap后OS會(huì)調(diào)用Os_Hal_SysCallTrapEntry：

沒有配置Handler的Trap產(chǎn)生后，OS就會(huì)調(diào)用Os_Hal_UnhandledTrapEntry，之后可能會(huì)調(diào)用PanicHooK()或者ProtectionHook()：

測(cè)試了一個(gè)Class 1 Trap，最后也會(huì)走到ProtectionHook：

對(duì)于非OS處理的Trap（非Class 1和Class 6）如果配置了自定義的Exception Handler, Trap產(chǎn)生后調(diào)用自定義的Exception Handler。

2.3 Infineon提供的關(guān)于Trap的接口

void Mcu_SetTrapRequest(const Mcu_TrapRequestType TrapRequestId);
void Mcu_ClearTrapRequest(const Mcu_TrapRequestType TrapRequestId);


typedef enum
{
  MCU_TRAP_ESR0    = 0x0U,    /* ESR0 trap request    */
  MCU_TRAP_ESR1    = 0x1U,    /* ESR1 trap request    */
  MCU_TRAP_TRAP2   = 0x2U,    /* TRAP2 trap request   */
  MCU_TRAP_SMU     = 0x3U,    /* SMU trap request     */
  MCU_TRAP_INVALID = 0x4U     /* Invalid trap request */
} Mcu_TrapRequestType;

3.異常配置

Exception Handler的配置基本和ISR一樣，只有兩個(gè)地方需要注意：

OsIsrInterruptType:需要選EXCEPTION.

OsIsrCategory: 只能是CATEGORY_1 or CATEGORY_0.

4.NMI的作用

在第2章中我們知道NMI是Trap不是ISR。

如果我們不想通過外部IC觸發(fā)NMITrap: ESR1 Pin默認(rèn)接到高電平（因?yàn)镋SR1低電平有效默認(rèn)觸發(fā)NMITrap）。

如果我們想使用NMITrap:比如把TLE35584 SBC的INTPin腳接到ESR1，這樣35584出現(xiàn)異常的時(shí)候，就能通過NMI_Handler快速的獲取35584的錯(cuò)誤狀態(tài)。

5.總結(jié)

我們通過回答開頭的幾個(gè)問題來結(jié)束本文：

問題1：異常（Exception）和外部中斷的區(qū)別？

答：參考2.1異常Exception和中斷的關(guān)系章節(jié)。

問題2：什么是NMI，如何產(chǎn)生NMI，NMI有什么用？

答：NMI是Class 7 Trap,可以通過ESR1 Pin拉低觸發(fā)NMI, NMI一般用來快速的捕獲外部Exception.

問題3：除了NMI，用戶如何主動(dòng)制造異常？

答：可以通過調(diào)用Mcu_SetTrapRequest()API來設(shè)置Trap.

問題4：如何配置異常中斷？

答：參考第3章節(jié)。

審核編輯：劉清