ARM的中断模式与快速中断模式

一、介绍

在ARM架构中，快速中断（FIQ） 和普通中断（IRQ） 是两种关键的中断处理模式，它们在响应紧急任务时扮演着不同角色。

下面的表格清晰地展示了它们的核心区别。

特性维度	快速中断 (FIQ)	普通中断 (IRQ)
优先级	高，可抢占正在处理的IRQ	低，不能被IRQ抢占，通常可被FIQ抢占
响应速度	更快	相对较慢
专用寄存器	有独立的 R8-R14寄存器，减少现场保存开销	与其他模式共用寄存器，需保存更多上下文
异常向量表位置	位于向量表末尾(0x1C)，可直接放置处理程序	位于向量表中部(0x18)，通常需一次跳转
中断屏蔽位	CPSR中的 F位	CPSR中的 I位
典型应用场景	对实时性要求极高的任务，如DMA传输、高速数据采集	一般的外设中断，如键盘、定时器

二、深入理解差异细节

了解上述核心区别后，以下几点能帮助你更深入地理解这些设计背后的原因和实际应用考虑。

• 速度优势的关键：FIQ更快的响应速度主要得益于其硬件设计。独有的寄存器组（R8_fiq到R14_fiq）意味着进入FIQ模式时，无需将通用寄存器压栈保存，中断处理程序可以直接使用这些寄存器，从而减少了现场保存和恢复的时间开销。同时，其在异常向量表末尾的位置允许将完整的FIQ处理代码直接放在那里，省去了从向量表跳转到处理程序的额外指令。

• 中断的屏蔽：在ARM处理器中，CPSR（当前程序状态寄存器）有专门的中断屏蔽位。F位控制快速中断，当F=1时，CPU不响应FIQ请求；I位控制普通中断，当I=1时，不响应IRQ请求。在处理关键FIQ任务时，可以通过设置F位来防止自身被其他FIQ打断（尽管FIQ通常不嵌套），而IRQ则可能在处理时被更高优先级的FIQ抢占。

• 应用场景的选择：选择使用FIQ还是IRQ，取决于具体任务对实时性的苛刻程度。像触摸屏控制器、电源管理告警、看门狗定时器溢出等事件，需要系统以最快速度响应，通常会被配置为FIQ。而像串口数据收发、普通按键操作等常见外设中断，其紧急程度较低，使用IRQ即可满足需求。

• Cortex系列的区别：值得注意的是，上述讨论主要针对ARM经典的处理器内核（如ARM7、ARM9系列）。在较新的Cortex-A系列（应用处理器）中，通常集成了更复杂的通用中断控制器（GIC），它管理着大量具有可编程优先级的中断源，FIQ和IRQ的概念有时会演化为高优先级和标准优先级的中断。而在Cortex-M系列（微控制器）中，中断处理模型有了较大变化，采用更加统一和自动化的NVIC（嵌套向量中断控制器），所有中断的优先级均可配置，硬件自动完成现场保存，FIQ和IRQ的区分不再存在。