如何理解STM32(Cortex-M3)中的搶占優(yōu)先級(jí)與響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

很多人在配置STM32中斷時(shí)對(duì)固件庫(kù)中的這個(gè)函數(shù)NVIC_PriorityGroupConfig()——配置優(yōu)先級(jí)分組方式，會(huì)很不理解，尤其是看中文翻譯版的，因?yàn)橹形姆g版里把這里翻譯成“先占優(yōu)先級(jí)和從優(yōu)先級(jí)”這樣翻譯其實(shí)是不對(duì)的，很容易讓人誤解。
為了便于大家理解，有必要先解釋兩個(gè)概念：

搶占式優(yōu)先級(jí)/響應(yīng)優(yōu)先級(jí)：

STM32(Cortex-M3)中有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的概念——搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，有人把響應(yīng)優(yōu)先級(jí)稱作'亞優(yōu)先級(jí)'或'副優(yōu)先級(jí)'，每個(gè)中斷源都需要被指定這兩種優(yōu)先級(jí)。

具有高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷處理過(guò)程中被響應(yīng)，即中斷嵌套，或者說(shuō)高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷可以嵌套在低搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷中。

當(dāng)兩個(gè)中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，這兩個(gè)中斷將沒(méi)有嵌套關(guān)系，當(dāng)一個(gè)中斷到來(lái)后，如果正在處理另一個(gè)中斷，這個(gè)后到來(lái)的中斷就要等到前一個(gè)中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個(gè)中斷同時(shí)到達(dá)，則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高低來(lái)決定先處理哪一個(gè)；如果他們的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)都相等，則根據(jù)他們?cè)谥袛啾碇械呐盼豁樞驔Q定先處理哪一個(gè)。

看了上面的介紹后，相信大家都明白了這里面的關(guān)系了，總結(jié)下便是：搶占式優(yōu)先級(jí)>響應(yīng)優(yōu)先級(jí)>中斷表中的排位順序（其中“>”理解為比較的方向）。

正是因?yàn)槊總€(gè)中斷源都需要被指定這兩種優(yōu)先級(jí)，就需要有相應(yīng)的寄存器位記錄每個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)；在Cortex-M3中定義了8個(gè)比特位用于設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí)，這8個(gè)比特位可以有8種分配方式，如下：

1.所有8位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

2.最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低7位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

3.最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低6位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

4.最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低5位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

5.最高4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低4位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

6.最高5位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

7.最高6位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

8.最高7位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

以上便是優(yōu)先級(jí)分組的概念，但是Cortex-M3允許具有較少中斷源時(shí)使用較少的寄存器位指定中斷源的優(yōu)先級(jí)，因此STM32把指定中斷優(yōu)先級(jí)的寄存器位減少到4位，這4個(gè)寄存器位的分組方式如下：

第0組：所有4位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

第1組：最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

第2組：最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

第3組：最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)，最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

第4組：所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)

這里便對(duì)于于文章最前提到的固件庫(kù)里相關(guān)的函數(shù)了——NVIC_PriorityGroupConfig(u32NVIC_PriorityGroup)，函數(shù)的參數(shù)共有5種：

這個(gè)函數(shù)的參數(shù)(NVIC_PriorityGroup值)有下列5種：

NVIC_PriorityGroup_0 =>選擇第0組

NVIC_PriorityGroup_1 =>選擇第1組

NVIC_PriorityGroup_2 =>選擇第2組

NVIC_PriorityGroup_3 =>選擇第3組

NVIC_PriorityGroup_4 =>選擇第4組

這其實(shí)也很好理解，比如選擇NVIC_PriorityGroup_1，那么搶占式優(yōu)先級(jí)便占一位，也就是說(shuō)可以有2^1個(gè)級(jí)別，可以設(shè)置為0和1，而響應(yīng)優(yōu)先級(jí)則占3位，也就是說(shuō)可以有2^3個(gè)選擇，可以設(shè)置為0~7；總共來(lái)說(shuō)就可以區(qū)別>16種優(yōu)先級(jí)（為什么大于而不是等于，想想就應(yīng)該明白了）

舉個(gè)例子吧，假如現(xiàn)在有4個(gè)外部中斷，還有一個(gè)EXTI9_5中斷，那么如果選擇優(yōu)先級(jí)分組為第1組，那么搶占式優(yōu)先級(jí)便只有兩種，5個(gè)中斷就至少有3個(gè)在搶占式優(yōu)先級(jí)上是相同的優(yōu)先級(jí)上，其他兩個(gè)在另一優(yōu)先級(jí)別。接著設(shè)置響應(yīng)優(yōu)先級(jí)可以有8種選擇(即每個(gè)中斷都要設(shè)計(jì) 搶占優(yōu)先級(jí) 及響應(yīng)優(yōu)先級(jí))；假如現(xiàn)在同時(shí)有兩個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)別相同的中斷發(fā)生，那么處理的順序是誰(shuí)的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高則誰(shuí)優(yōu)先進(jìn)入中斷，另外這點(diǎn)是需要注意的，如果此時(shí)進(jìn)入這個(gè)中斷之后又來(lái)了一個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)相同但是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)更高的中斷，這時(shí)也是不會(huì)打斷已有的中斷的。