¿Por qué necesitamos una interrupción en un sistema integrado?

Inicialmente, la gente solía usar la técnica de sondeo en lugar de interrupciones.

En las encuestas, imagine un escenario en tiempo real. Usted es el jefe de una organización y su deber es atender las consultas y problemas de todos.

Ahora imagine una situación en la que tiene 10 empleados. Ahora, de acuerdo con la lógica de sondeo, debe dirigirse a cada empleado y preguntar “Cualquier consulta / trabajo”; en caso afirmativo, ordénelo de otra manera: pase al siguiente; De lo contrario, solo conoce al próximo empleado.

Tampoco repita este proceso para cada empleado en orden cíclico del 1 al 10 una y otra vez. Déjame saber la cantidad de fatiga que sufres y la pérdida de tiempo. También hay situaciones en las que después de conocer al empleado n. ° 2, se mueve y, luego, el n. ° 2 tiene algunas consultas. Tendría que esperar su turno. Y tendrá que perder el tiempo preguntando a 9 empleados antes de asistir a algo importante. Este es un proceso muy malo.

Ahora imagina un jefe más inteligente. Se sienta en su cabina trabajando en su trabajo y le dice a cada empleado que “interrumpa” su trabajo cuando se necesitan cosas. Como resultado, el jefe puede hacer un trabajo importante y solo ayudar cuando sea necesario. También se pueden manejar cosas como la interrupción de prioridad.

Esta es la razón por la cual las interrupciones son una parte muy importante de los sistemas integrados. Aprender sistemas embebidos se vuelve muy simple cuando comienzas a comparar con escenarios del mundo real.

Una interrupción es una señal al procesador emitida por hardware o software que indica un evento que requiere atención inmediata. Cada vez que se produce una interrupción, el controlador completa la ejecución de la instrucción actual e inicia la ejecución de una rutina de servicio de interrupción (ISR) o un controlador de interrupción . ISR le dice al procesador o controlador qué hacer cuando ocurre la interrupción. Las interrupciones pueden ser interrupciones de hardware o interrupciones de software.

En el diseño actual en el que estoy trabajando hay interrupciones para:

1. Manejo de todos los datos seriales entrantes. Las interrupciones se utilizan para administrar spi, i2c, entrada y salida en serie. ¿Por qué? Porque es un desperdicio de recursos de la CPU hacerlo de otra manera. Estos son eventos lentos que provocan interrupciones cuando se procesan los datos.
2. Generando formas de onda de modulación. Esencialmente, se escribe un dac de forma regular para crear una forma de onda. La base regular tiene que ser cronometrada con mucha precisión y es bastante frecuente. Entonces se usa una interrupción del temporizador.
3. Watchdog interrumpe para activar la ejecución del código antes de reiniciar en caso de que ocurra un problema.
4. Demodulación: tenemos que muestrear una forma de onda exterior a intervalos muy precisos. Una vez más se usa una interrupción del temporizador. Esto es necesario (lo mismo para la modulación) para eliminar el jitter tanto como sea posible)
5. Despertar, interrumpir. Para ahorrar energía, el sistema pasa al modo de suspensión. La única forma de reanudar las operaciones es despertarlo con una interrupción.
6. Algunos eventos externos deben procesarse muy rápidamente, por lo que es preferible tener una interrupción en esa línea a la encuesta.
7. En algunos sistemas operativos utilizados en sistemas integrados, el cambio de tareas se puede realizar mediante una interrupción del temporizador.

Los sistemas integrados tienen principalmente restricciones basadas en tiempo real.

Déjame explicarte con un ejemplo.

Si hay un incendio repentino en cualquier punto, el sensor cerca de ese punto debe enviar inmediatamente una señal al sistema integrado. No solo eso, el sistema integrado debe priorizar dichas señales deteniendo sus propios procesos y ejecutando los procesos que toman medidas contra incendios , como informar a una persona de seguridad o activar chorros de agua cerca de él, etc.

Ahora imagínense, el sistema embebido está ocupado procesando cierta información y existe un gran incendio. El sensor está haciendo su trabajo de enviar señal, pero el sistema integrado no lo está recibiendo porque ya está involucrado en algún otro proceso. En este caso, el fuego puede extenderse en poco tiempo y causar grandes pérdidas a cualquier empresa o industria.

Entonces, esta es la razón por la cual se requieren interrupciones en un sistema embebido.

Espero que hayas entendido esta explicación no técnica.

En los sistemas embebidos, debe tratar principalmente con sensores, ahora comprendamos un ejemplo.

Hoy en día, los sistemas operativos son multitarea y se basan en procesos, por lo tanto, si desea realizar un proyecto en el que se esté monitoreando continuamente algo y si sucede algo si tiene que hacer un trabajo como si la temperatura está por encima del nivel, debe dejar de calentar para deje de calentar tiene que generar interrupción y una vez que se genere, el sistema operativo dará prioridad a la interrupción y dejará de calentar.

En su mayoría, la tarea relacionada con el sensor se realizará mediante interrupciones.

En general, debería ser posible evitar el uso de una interrupción mediante el uso de sondeos sincrónicos de dispositivos de E / S, pero esto requiere el uso de ciclos de reloj regulares, que en ciertas aplicaciones pueden ralentizar la aplicación más de lo deseado y pueden requerir más hardware del práctico por razones de tamaño y potencia. Entonces, si el tiempo y la velocidad son esenciales, y las señales probadas son asíncronas, lo que significa que pueden ocurrir en momentos no programados o aleatorios, entonces un sistema de interrupción puede ser el camino a seguir.