嵌入式計算機系統(tǒng)中，常常需要處理各種各樣的事件怀偷，在硬件方面，這些事件可以看作是一個個電信號济竹，通過各種外設(shè)與CPU進行交互伟恶。
為了及時響應(yīng)這些事件惋啃，提高系統(tǒng)反應(yīng)速度哼鬓，中斷技術(shù)是不可或缺的一部分监右，因此合理的中斷分類對于設(shè)計嵌入式系統(tǒng)具有重要意義边灭。以下是四種常見的中斷細分類別：內(nèi)部中斷、外部中斷健盒、異常和軟中斷绒瘦。
A.內(nèi)部中斷
內(nèi)部中斷（Internal Interrupt）是指由正在執(zhí)行的程序內(nèi)部的事件觸發(fā)的中斷。內(nèi)中斷也稱異常扣癣、例外惰帽。這些事件可能是某個條件的滿足或錯誤的發(fā)生，需要程序采取相應(yīng)的處理措施父虑，通常與當(dāng)前執(zhí)行的指令有關(guān)该酗，中斷信號來源于CPU的內(nèi)部。例如士嚎，除零錯誤呜魄、越界訪問等都可以引發(fā)內(nèi)部中斷。
內(nèi)部中斷是由程序自身根據(jù)特定條件觸發(fā)的莱衩，程序可以主動發(fā)起內(nèi)部中斷請求爵嗅，并提供相應(yīng)的處理邏輯。內(nèi)部中斷通常是作為程序流程控制的一部分笨蚁，用于處理特定的事件或滿足特定的條件睹晒。
B.外部中斷
在嵌入式系統(tǒng)中，當(dāng)一個輸入事件發(fā)生時（比如按下按鍵或收到一個傳感器的數(shù)據(jù)）括细，處理單元（CPU）需要立即響應(yīng)并進行相應(yīng)的操作伪很。此時，可以通過“外部中斷”來實現(xiàn)奋单。
外部中斷是掰，簡單來說，就是CPU通過在不同的電路引腳上檢測電平變化來檢測和響應(yīng)外部事件辱匿。當(dāng)檢測到一個電平信號發(fā)生變化時键痛，會觸發(fā)一個中斷請求， CPU暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的指令匾七，并跳轉(zhuǎn)到預(yù)定義的外部中斷服務(wù)程序中絮短，以響應(yīng)這一事件。
外部中斷的場景
外部中斷廣泛應(yīng)用于許多嵌入式系統(tǒng)昨忆，尤其是需要高效處理各種輸入事件的場景丁频。以下是一些使用外部中斷的典型應(yīng)用場景。
1.?按鍵檢測
對于經(jīng)典的按鍵輸入，“輪詢”已經(jīng)不能滿足需求席里。因為當(dāng) CPU 輪詢按鍵狀態(tài)時叔磷，它必須等待很長時間，而按鍵通常還需要一段時間才能返回到正常狀態(tài)奖磁。這導(dǎo)致了很慢的響應(yīng)速度改基，且對處理器負載會過重。采用外部中斷則可以解決這個問題咖为，在CPU響應(yīng)中斷的時候秕狰，立即執(zhí)行按鍵檢測。
2.?定時器
定時器也是使用外部中斷的常見場景躁染。通過在計數(shù)器遞增到一定閾值時觸發(fā)中斷請求鸣哀，實現(xiàn)定時到達后響應(yīng)中斷。通常用于需要精準(zhǔn)時間控制的場合吞彤，如PWM調(diào)節(jié)我衬、紅外識別等。
那么什么是定時器中斷呢饰恕？定時器中斷是指由嵌入式系統(tǒng)硬件上的計數(shù)器周期性地產(chǎn)生的中斷挠羔。這種中斷不需要外部觸發(fā)，而且定時器中斷的時間間隔可以通過設(shè)置計數(shù)器的初始計數(shù)值和每次中斷后重新加載的計數(shù)值來控制懂盐。
通常情況下褥赊，定時器中斷用于周期性地執(zhí)行某些任務(wù)或輪詢某些狀態(tài)。定時器中斷的使用場景非常廣泛莉恼。以下列出了一些常見的場景：
① 實時操作系統(tǒng)：
實時操作系統(tǒng)（RTOS）是專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的操作系統(tǒng)拌喉，能夠管理嵌入式系統(tǒng)上多個任務(wù)的執(zhí)行。在RTOS中俐银，使用定時器中斷來進行任務(wù)調(diào)度尿背。每當(dāng)定時器中斷被觸發(fā)時，RTOS會檢查當(dāng)前是否有更高優(yōu)先級的任務(wù)就緒并立即進行上下文切換捶惜。
② 時序控制：
在一些需要時序控制的應(yīng)用中田藐，定時器中斷經(jīng)常被用來產(chǎn)生精確的間隔時間。這種應(yīng)用可以通過將定時器中斷與外部事件的觸發(fā)信號捆綁在一起實現(xiàn)更為精確的時間控制吱七。
C.異常
嵌入式系統(tǒng)中的異常（Exception）是由于程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)了某種非正常情況而引發(fā)的中斷汽久。異常通常是由硬件或操作系統(tǒng)檢測到的，如內(nèi)存訪問異常踊餐、非法指令異常等景醇。
異常的處理程序由操作系統(tǒng)負責(zé)執(zhí)行。它是由硬件或操作系統(tǒng)檢測到的非正常情況觸發(fā)的吝岭，通常是因為程序執(zhí)行中發(fā)生了錯誤或不合法的操作三痰，由系統(tǒng)自動檢測和觸發(fā)吧寺，并由操作系統(tǒng)或異常處理機制進行相應(yīng)的處理。
D.軟中斷
隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展散劫，軟中斷已成為嵌入式領(lǐng)域的一個非常重要的概念稚机。軟中斷是指由軟件生成的一種事件，可以用來通知CPU執(zhí)行一段代碼（即中斷程序）获搏。當(dāng)軟中斷發(fā)生時赖条，CPU會立即暫停正在執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷程序颜凯，并在完成中斷處理后恢復(fù)到之前的任務(wù)狀態(tài)谋币。
是否需要開啟一個特定的軟中斷取決于應(yīng)用程序需要做什么仗扬，例如讀取外部傳感器症概、發(fā)送數(shù)據(jù)等。通過使用軟中斷早芭，應(yīng)用程序可以允許多個任務(wù)同時運行彼城，從而實現(xiàn)更高效的嵌入式設(shè)計。
軟中斷的分類
軟中斷通常分為兩類：周期性和非周期性
1退个、周期性
周期性中斷是指計算機系統(tǒng)中定期產(chǎn)生的中斷信號募壕，它通常是由硬件時鐘設(shè)備觸發(fā)。操作系統(tǒng)可以利用這個中斷信號來處理一些定期或周期性的任務(wù)语盈，例如更新系統(tǒng)時間舱馅、執(zhí)行延遲的任務(wù)或者進行系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的采集等。
在一個基于時鐘周期的操作系統(tǒng)中刀荒，周期性中斷是非常重要的機制代嗤。通過周期性中斷，CPU可以周期性地檢查某些需要處理的事項缠借，例如是否有新的I/O請求干毅、用戶進程是否需要被調(diào)度執(zhí)行等。另外泼返，為了避免讓中斷請求過于頻繁硝逢，周期性中斷還會設(shè)置一個定時器來控制中斷的周期。
舉例來說绅喉，在Windows操作系統(tǒng)中渠鸽，周期性中斷被稱為“定時器中斷”，在Linux操作系統(tǒng)中柴罐，它是由內(nèi)核中的"tick"機制實現(xiàn)的徽缚，而在實時操作系統(tǒng)中，由于精度的要求更高丽蝎，周期性中斷的處理也有不同的機制猎拨。
總之膀藐，周期性中斷對于操作系統(tǒng)來說是必不可少的機制，它能夠幫助操作系統(tǒng)在后臺高效地完成一些定期的任務(wù)红省，從而保證了系統(tǒng)的正常運行额各。
2、非周期性
非周期性中斷是指吧恃，發(fā)生在處理器執(zhí)行期間的虾啦、不同于周期性時鐘驅(qū)動的、無法預(yù)測和計劃的事件痕寓。這些事件會引起系統(tǒng)對正在執(zhí)行的任務(wù)進行中斷傲醉，并暫停它們的執(zhí)行，以便處理特殊情況呻率。非周期性中斷通常由硬件設(shè)備或軟件觸發(fā)硬毕，包括輸入/輸出請求、內(nèi)存錯誤礼仗、系統(tǒng)調(diào)用等吐咳。
非周期性中斷對于操作系統(tǒng)的實現(xiàn)至關(guān)重要，因為它們允許系統(tǒng)在必要時響應(yīng)外部事件和其他異常情況元践。操作系統(tǒng)必須能夠及時識別和響應(yīng)這些中斷韭脊，并執(zhí)行必要的處理程序以避免嚴重的故障。
在其本質(zhì)上单旁，非周期性中斷是操作系統(tǒng)中的一種異步事件處理機制沪羔，因為這些事件的發(fā)生時間和數(shù)量是不確定的，操作系統(tǒng)必須隨時準(zhǔn)備好處理它們象浑。過多的非周期性中斷會影響整個系統(tǒng)的性能和可靠性蔫饰，因此操作系統(tǒng)設(shè)計者必須努力最小化中斷量并優(yōu)化中斷處理程序。
