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2026-06-12 17:31:38 +08:00

6.9 KiB

Raw Blame History

AUTOSAR 中断处理说明

AUTOSAR CP Release 4.4.0

原文：Explanation of Interrupt Handling within AUTOSAR（文档 ID 307）

翻译状态：已完成 v1

对应原文 PDF：BSWGeneral/AUTOSAR_EXP_InterruptHandlingExplanation.pdf

文档标识

字段	值
文档标题	AUTOSAR 中断处理说明（Explanation of Interrupt Handling within AUTOSAR）
文档标识号	307
文档状态	正式版（Final）
所属标准	Classic Platform
所属版本	4.4.0

文档变更历史（节选）

日期	版本	变更说明
2018-10-31	4.4.0	编辑性修订
2017-12-08	4.3.1	编辑性修订
2016-11-30	4.3.0	编辑性修订
2013-03-15	4.1.1	R4.1 定稿
2007-12-21	3.0.1	初始发布

1 介绍与文档目的

本文档解释 AUTOSAR 中断处理的机制和概念。它不是规范，而是说明性文档，帮助读者理解 AUTOSAR 如何处理中断。

读者应熟悉：

OSEK/VDX OS 概念
AUTOSAR 分层架构
微控制器中断机制

2 缩略语与简称

缩略语	描述
ISR	Interrupt Service Routine（中断服务例程）
Cat1	Category 1 interrupt（OS 不感知的中断）
Cat2	Category 2 interrupt（OS 感知的中断）
OS	Operating System
ECU	Electronic Control Unit
ICU	Input Capture Unit（输入捕获单元）
IRQ	Interrupt Request（中断请求）

3 相关文档

编号	名称
[1]	AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture
[2]	AUTOSAR_SRS_BSWGeneral
[3]	AUTOSAR_SWS_OS
[4]	AUTOSAR_SWS_ICUDriver
[5]	ISO 17356-3 OSEK/VDX OS

4 中断配置概述

AUTOSAR 中断配置涉及三个层级：

硬件层：微控制器的中断控制器（如 NVIC、INTC）
驱动层：设备驱动（ICU 驱动、Port 驱动等）
OS 层：AUTOSAR OS 管理 Cat2 中断

中断源分类

中断源	示例	处理方
微控制器外设	定时器、ADC、UART	设备驱动
通信控制器	CAN、LIN、FlexRay	通信驱动
外部中断	GPIO、外部传感器	ICU 驱动

5 中断操作概述

5.1 Cat1 与 Cat2 中断的区别

AUTOSAR 区分两种类型的中断：

特性	Cat1 中断	Cat2 中断
OS 感知	❌ 不被 OS 感知	✅ 由 OS 管理
ISR 类别	不分类	类别 2
可调用 OS 服务	仅允许中断使能/禁用	可调用受限的 OS 服务
由谁实现	复杂驱动（CDD）或 BSW 模块	AUTOSAR OS
用途	关键、低延迟、硬件紧密耦合	一般外设中断
入口/出口处理	直接由硬件/驱动	由 OS 提供（保存/恢复上下文）

核心区别：Cat2 中断由 OS 管理，可以安全地调用 OS 服务；Cat1 中断绕过 OS，必须自己保存上下文。

6 中断操作步骤

6.1 处理 Cat1 中断

6.1.1 初始状态

中断向量已配置
ISR 已安装（绕过 OS）
全局中断使能

6.1.2 当硬件请求中断时

硬件自动保存 部分上下文（如 PC、SR）
跳转到 ISR 入口（无 OS 中介）
ISR 内部保存必要的寄存器（编译器/手写）
执行 ISR 主体
- 读取/清除外设中断标志
- 处理中断
ISR 内部恢复寄存器
中断返回

Cat1 ISR 限制：

不可调用 OS 服务
不可调用任何 OS API
不可等待/阻塞
应保持极短（如 5-10 微秒）
不可访问 OS 管理的资源（任务、事件、信号量等）

6.2 处理 Cat2 中断

6.2.1 初始状态

中断向量已配置（由 OS 启动时设置）
ISR 由 OS 管理
中断优先级已分配

6.2.2 当硬件请求中断时

硬件自动保存 部分上下文（PC、SR、关键寄存器）
跳转到 OS 提供的 ISR 入口
OS 保存完整上下文（所有寄存器）
OS 调用用户注册的 ISR 函数
执行 ISR 主体
- 允许调用有限的 OS 服务
OS 恢复完整上下文
中断返回

Cat2 ISR 允许的 OS 服务：

ActivateTask
SetEvent
GetResource
ReleaseResource
GetAlarm
IncrementCounter
TerminateApplication（受限）

Cat2 ISR 限制：

不可调用 Schedule
不可调用 WaitEvent（任务级）
不可访问某些 OS 资源
仍应保持简短

7 中断配置

7.1 设备驱动配置和代码

7.1.1 中断处理程序的放置

中断类型	中断处理程序位置
Cat1	由 BSW 模块（如 ICU 驱动）实现，放置在驱动 `.c` 文件中
Cat2	由 OS 实现，放置在 OS 配置中（中断向量表）

7.2 OS 配置

7.2.1 中断向量表

OS 启动时按 Os_Cfg.h 中的配置初始化中断向量表。Cat2 中断的 ISR 由 OS 在启动时注册。

7.2.2 中断优先级

Cat1：优先级高于所有 Cat2 中断（不受 OS 优先级限制）
Cat2：优先级由 OS 管理，低于 Cat1

7.2.3 中断嵌套

Cat1 可以中断 Cat2（Cat1 优先级更高）
Cat2 之间按 OS 优先级嵌套
Cat1 之间按硬件优先级嵌套

8 关键概念总结

概念	说明
Cat1	直接由硬件处理，绕过 OS。不可调用 OS 服务。极低延迟。
Cat2	由 OS 包装，可调用受限 OS 服务。常规外设中断首选。
中断优先级	Cat1 > Cat2。Cat1 中断可中断 Cat2 ISR。
ISR 长度	Cat1 应 < 10μs；Cat2 应 < 100μs（一般）。
上下文保存	Cat1：部分（编译器）；Cat2：完整（OS）。
配置位置	Cat1 在驱动中；Cat2 在 OS 中。

9 中断处理时间线（示例）

Cat2 中断处理时序

硬件事件
  ↓
[硬件自动保存 PC、SR 等]
  ↓
[OS 中断入口]
  ↓
[OS 保存完整上下文]
  ↓
[调用用户 ISR 主体]
  ↓ 允许调用受限 OS 服务
  ├─ 清除中断标志
  ├─ 读取外设数据
  ├─ 激活任务 / 设置事件
  └─ 释放资源
  ↓
[OS 恢复完整上下文]
  ↓
[中断返回]

Cat1 中断处理时序

硬件事件
  ↓
[硬件自动保存 PC、SR]
  ↓
[直接跳转到 ISR]
  ↓
[ISR 内部保存其他寄存器]
  ↓ 禁止调用 OS 服务
  ├─ 清除中断标志
  └─ 处理中断
  ↓
[ISR 内部恢复寄存器]
  ↓
[中断返回]

翻译说明

本文档为说明性文档（EXP），非规范
Cat1/Cat2 中断分类是 AUTOSAR 中断处理的核心概念
选择 Cat1 还是 Cat2 取决于：延迟要求、是否需要 OS 服务、是否访问 OS 资源

翻译：opencode-translator / Step 3 P0 批量翻译

6.9 KiB Raw Blame History Unescape Escape