人物探究硬中断和软中断原理与区别应用于CAN协议的几种形式

  • 科研动态
  • 2025年02月08日
  • 从本质上讲,中断是一种电信号,当设备有某种事件发生时,它就会产生中断,通过总线把电信号发送给处理器。若中断的线是激活的,中断就把电信号发送给处理器的某个特定引脚。处理器于是立即停止自己正在做的事,跳到中断处理程序的入口点,进行中断处理。 硬中断由与系统相连的外设自动产生的。主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候,就会发出一个中断

人物探究硬中断和软中断原理与区别应用于CAN协议的几种形式

从本质上讲,中断是一种电信号,当设备有某种事件发生时,它就会产生中断,通过总线把电信号发送给处理器。若中断的线是激活的,中断就把电信号发送给处理器的某个特定引脚。处理器于是立即停止自己正在做的事,跳到中断处理程序的入口点,进行中断处理。

硬中断由与系统相连的外设自动产生的。主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候,就会发出一个中断。我们通常所说的“硬”指的是硬件产生的一类叫做hardirq(或称为hardware interrupt request)的特殊类型。

每个设备或设备集都有它自己的IRQ(即interrupt request)。基于IRQ,由CPU可以将相应请求分发到对应硬件驱动上。而这些驱动需要运行在CPU上的,因此,当一个新中的产生时,不管当前执行什么任务,都必须被打破,以便去执行这个新的事件。在多核系统上,一般情况下只有一个核心能响应这个新的事件,但是在一些大型主机或者特别设计了多核心支持的情况下,可以同时响应几个不同的事件。

对于那些需要花费一些时间去完成的事情,比如磁盘读写、网络传输等,这些工作可以在内核调度代码之外进行,即使当你正在忙于其他事情,也可能因为这些高优先级任务而被打扰。这就是为什么说在实时环境下,我们希望尽量减少这类延迟,并且尽快完成它们,因为这样才能保证我们的应用能够及时地回应用户输入。

另一方面,有些事情不需要这么急切,比如键盘按键触发的一个简单字符输入,这样的操作完全可以放在后台慢慢完成,而不是立刻抢占当前进程资源来完成。这就是软、中间件介入和直接软件控制之间权衡的问题,是如何平衡不同需求以保持整体效率的一个例子。

软中的概念则更加复杂,它们是由内核调用提供服务函数或者实现功能相关联。当他们开始执行之前,他们实际上并不影响任何正在运行的事务,因为它们不会改变谁获得哪个CPU周期。但一旦开始,他们确实会消耗时间,如果那段时间太长,那么也许应该让出CPU周期,让其他事物得到机会,从而更好地利用资源并避免过度竞争现象。如果你的应用程序涉及大量这样的任务,那么您可能想要了解更多关于Linux内核管理和优化策略,以及如何正确使用异步I/OAPIs以提高性能。此外,还要考虑同步访问共享数据结构,以防止死锁和饥饿问题出现。

因此,在理解两者的区别时,我们不能忽视了它们各自面临的问题以及解决这些问题的手段。在讨论CAN协议及其各种分支的时候,我们知道选择最合适的手段取决于具体场景下的要求,如速度、可靠性、成本等因素,同时还要注意兼容性和安全性问题。在编程过程中的开关控制也是很重要的一环,这包括禁止或激活不同的类型——既有硬件生成也有人为设置——以确保所有必要但又不必然的事情都得到了恰当的心理准备,使我们的整个计算机世界变得更加精致、高效和稳定。

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