CN1270251C - 一种实现中断请求预处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现中断请求预处理的方法，运用该预处理方法可以实现各个接口模块的中断请求合并，控制各个接口模块的中断请求的频率，并能保证高优先级的中断请求优先得到CPU的响应。该发明的实现方法是首先将中断请求拦截，然后对其作预处理，其中，中断请求合并通过设置中断请求最小间隔，将接口模块的中断请求以中断请求最小间隔为单位作中断请求合并；中断请求频率控制通过设置中断请求最小间隔实现；中断请求优先级控制通过选择中断请求优先级最高的接口模块将其中的中断请求优先发送到CPU请求中断。

Description

一种实现中断请求预处理的方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更确切地说是涉及数据通信产品中的一种实现中断请求预处理的方法。

背景技术

目前，数据通信设备大量的采用局部总线的形式来提供接口模块，其体系结构如图1所示，各个接口模块101通过PCI总线103与PCI桥104连接，PCI桥103通过CPU总线105与CPU106连接；各个接口模块中的中断请求线102可以由接口模块中的PCI接口的中断请求引脚引到PCI总线103，也可以直接引到PCI总线103，通过PCI总线103与PCI桥104连接，再由PCI桥104通过CPU总线105引入到CPU的外部中断源输入引脚。

基于图1所示的体系结构的系统，其CPU对数据报文的收发均采用中断的机制，CPU接收到接口模块发出的中断请求后中断其它的工作，响应该中断请求，并执行响应的中断请求处理函数，完成数据报文的收发。

这个体系结构在数据通信设备中是通用的，中断请求可以直接引入到CPU中，整个方案的设计思路很简单。在这样的系统中，当各种接口模块的数据量较小时，中断请求的频率也相对较低，CPU在完成中断请求的响应后，能够有足够的空闲来处理其他任务，但是当接口模块的数据量很高，比如接口模块为100M的以太网接口时，该接口模块的中断请求就会非常频繁，以致于中断请求线持续很长一段时间都是拉低的。一旦出现这样的情况，由于中断请求具有高优先级，因此CPU可能会一直处理中断请求，这就大大影响了系统中其他任务的运行，从而导致CPU接收了大量的数据报文，但是没有能力进行转发，数据报文只有丢弃。从整机的报文转发能力来看，这种情况下的转发能力是很低的，

而在数据通信产品中，整机的报文转发能力是衡量设备性能的一项重要指标，所以需要改进目前的这种体系结构以提高整机的报文转发能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现中断请求预处理的方法，应用此方法可以实现各个接口模块中的中断请求的合并；还可以实现将各个接口模块的中断请求按其优先级发送到CPU。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：一种实现中断请求预处理的方法，至少包括以下步骤：

a.拦截各个接口模块的中断请求信号，并选择一个接口模块作为当前的接口模块；

b.判断当前接口模块对应的中断请求最小间隔是否设置为有效值，如果没有设置为有效值，进入步骤c，否则，接着判断当前接口模块对应的中断请求最小间隔是否超时，如果超时，进入步骤c，否则，进入步骤e；

c.查询当前接口模块是否有中断请求，如果没有，进入步骤e；如果有，记录有中断请求的当前接口模块的端口号并判断是否已查询完所有的接口模块，如果没查询完，进入步骤e，如果查询完，则从记录的所有有中断请求的接口模块的端口号中选择中断请求优先级最高的接口模块；

d.设置选择的所述接口模块的中断请求有效，向CPU请求中断；

e.选择下一接口模块作为当前接口模块，返回步骤b；

其中，所述的中断请求最小间隔是中断请求合并的最小时间段，根据各个接口模块是否需要中断请求合并及中断请求的数量设置。

所述的步骤b中的中断请求最小间隔的有效值可以设置为非0值，其值的大小根据接口模块中的中断请求的数量而定。

所述的步骤b中的当前接口模块的首次选择是预先指定或从所有的接口模块中随机选取。

所述的步骤e可以采用轮询的方法选择下一接口模块。

本发明实现了中断请求的预处理，首先拦截中断请求信号，然后通过设置中断请求最小间隔，将中断请求按中断请求最小间隔作中断请求合并，从而实现了中断请求的合并和中断请求频率的控制，并通过选择优先级最高的接口模块而将优先级最高的中断请求发送到CPU，从而实现了中断请求优先级的控制。

在数据通信产品中运用本发明，可以降低诸如硬件开销、操作系统调动的开销等的中断请求响应的系统开销，提高CPU的中断请求服务程序的处理效率，从而提高系统的整机处理能力，并能对系统的流量进行有效的控制，还可以保证高优先级的中断请求优先被CPU处理。

附图说明

图1为数据通信设备目前采用的接口方式的体系结构图；

图2为应用本发明将原接口方式作改进之后的体系结构图；

图3为在复杂可编程逻辑器件(CPLD)中设置中断请求合并和中断请求频率控制功能的流程图；

图4为在CPLD中设置中断请求合并、中断请求频率控制和中断请求优先级控制功能的流程图；

图5为在CPLD中设置中断请求优先级控制功能的流程图。

具体实施方式

本发明是将中断请求信号拦截，然后对所拦截的中断请求作预处理，所作的预处理包括中断请求合并、中断请求频率控制和中断请求优先级控制。中断请求合并功能通过设置中断请求最小间隔，将中断请求最小间隔作中断请求合并实现；中断请求频率控制功能通过设置中断请求最小间隔实现；中断请求优先级控制功能通过选择中断请求优先级最高的接口模块，将其中的中断请求向CPU请求中断实现。

本发明方法可以通过一个复杂可编程逻辑器件(CPLD)来实现，下面以CPLD为例对本发明作进一步详细的说明。

参见图2，在图1的系统中添加了一个CPLD 107。各个接口模块101的中断请求线102分别通过各个接口模块中的PCI接口的中断请求引脚接到CPLD 107上，从而将各个接口模块101的中断请求拦截到CPLD 107中，由CPLD 107对中断请求作预处理，CPLD 107将中断请求线接到CPU的外部中断源输入引脚上，将预处理后的中断请求送给CPU 106。

参见图3，在CPLD中实现中断请求合并及中断请求频率控制的方法，是在CPLD中设置各个接口模块中断请求合并所需要的中断请求最小间隔，判断当前接口模块的中断请求最小间隔是否超时，如果已超时，就将此接口模块的中断请求以中断请求最小间隔为单位作中断请求合并，并将合并后的中断请求向CPU请求中断，之后处理下一接口模块。以上方法的具体步骤为：

A.预先设置各个接口模块的中断请求最小间隔。

所设置的中断请求最小间隔表示中断请求合并的最小时间段，根据各个接口模块的需要预先设置，如果某个接口模块不需要中断请求合并，就将此接口模块的中断请求最小间隔设置为无效值，可以设置为0或FF；如果需要中断请求合并，就将此接口模块的中断请求最小间隔设置为有效值，可以设置为非0值或除FF以外的其他值，其值的大小具体由该接口模块的中断请求的数量而定。

B.查询与当前接口模块对应的中断请求最小间隔是否设置为有效值，如果不是，则中断请求最小间隔为无效值，此接口模块不需要合并中断请求，跳至步骤E；否则，中断请求最小间隔为有效值，此接口模块需要合并中断请求，进入下一步。

其中的当前接口模块的首次选择可以预先指定，也可以从所有的接口模块中随机选取。

C.判断当前接口模块的中断请求最小间隔是否超时，如果没有超时，则当前接口模块还没有达到合并中断请求的条件，跳至步骤F；否则，当前接口模块的中断请求可以合并，进入下一步。

D.根据当前接口模块的端口地址查询当前接口模块是否有中断请求，如果没有中断请求，则跳至步骤F；否则，进入下一步。

E.设置此中断请求有效，向CPU的外部中断源输入引脚置中断请求有效信号请求中断。

至此，该当前接口模块的中断请求的合并完成。

F.采用轮询的方式选择下一接口模块作为当前接口模块，跳回步骤B，完成下一接口模块的中断请求的合并。

该方法中的各个接口模块是以中断请求最小间隔为单位作中断请求合并的，因此各个接口模块中的中断请求最小间隔的值与中断请求频率的大小相同，由此可以控制该接口模块的中断请求频率。

系统的流量控制可以通过控制各个接口模块的中断请求频率实现。系统的总流量，即系统每秒钟处理的报文数，等于各个接口模块的流量之和，而对于各个接口模块来说，作中断请求合并的接口模块每秒钟的最大流量为CPU每一次中断请求响应处理的报文数与该接口模块每秒钟的最大中断请求数的乘积，其中，接口模块每秒钟的最大中断请求数为该接口模块的中断请求频率的倒数，没有作中断请求合并的接口模块每秒钟的最大流量可以根据已有的方法得出，且不作中断请求合并的接口模块的流量很小，由此，可以通过对每个接口模块的中断请求频率进行控制，并结合CPU每一次中断请求响应处理的报文数而实现系统的流量控制。

参见图4，在CPLD中实现中断请求合并、中断请求频率控制及中断请求优先级控制的方法，是在以上方案的步骤D中的进入下一步之前增加几个用以实现中断请求优先级控制的步骤，其所增加的步骤如下：

D1.记录该当前接口模块的端口号。

D2.判断是否查询完所有的接口模块的中断请求，如果否，跳至步骤F，否则，进入下一步。

D3.从所记录的所有有中断请求的接口模块的端口号中选择中断请求优先级最高的接口模块。

以上方案中的中断请求优先级控制功能还可以在CPLD中单独设置，以下为其具体实现方法。

参见图5，在CPLD中实现中断请求优先级控制的方法，是将有中断请求的接口模块的端口号记录下来，根据各个接口模块的优先级选择记录下来的接口模块中优先级最高的接口模块，将选中的接口模块中的中断请求发送到CPU请求中断。实现中断请求优先级控制的具体步骤为：

A.根据当前接口模块的端口地址查询当前接口模块是否有中断请求，如果没有，则跳至步骤C；否则，进入下一步。

其中的当前接口模块的首次选择可以预先指定，也可以从所有的接口模块中随机选取。

B.记录该接口模块的端口号。

C.采用轮询的方式选择下一个接口模块作为当前接口模块。

D.查看是否所有的接口模块均已经过查询，如果还有未经过查询的，则返回步骤A；否则，进入下一步。

E.查看是否有接口模块有中断请求，如果没有接口模块有中断请求，则返回步骤A，做新一轮的查询；否则，进入下一步。

F.根据接口模块的端口号从所有有中断请求的接口模块中选择优先级最高的接口模块为中断请求有效接口模块。

G.向CPU的中断源输入引脚发送此选中的接口模块的中断请求有效信息请求中断，并返回步骤A进行下一次中断请求的选择。

将本发明运用在数据通信产品的系统中，运用本发明的方法对各个接口模块的中断请求作预处理，可以降低中断请求响应的系统开销，提高CPU的中断请求服务程序的处理效率，从而提高了系统的整机处理能力，并能对系统的流量进行有效的控制，还可以保证高优先级的中断请求优先被CPU处理，而且运用本发明对中断请求预处理的控制很灵活，且所花费用低。

Claims (4)

1、一种实现中断请求预处理的方法，其特征在于至少包括以下步骤：

a.拦截各个接口模块的中断请求信号，并选择一个接口模块作为当前的接口模块；

b.判断当前接口模块对应的中断请求最小间隔是否设置为有效值，如果没有设置为有效值，进入步骤c，否则，接着判断当前接口模块对应的中断请求最小间隔是否超时，如果超时，进入步骤c，否则，进入步骤e；

c.查询当前接口模块是否有中断请求，如果没有，进入步骤e；如果有，记录有中断请求的当前接口模块的端口号并判断是否已查询完所有的接口模块，如果没查询完，进入步骤e，如果查询完，则从记录的所有有中断请求的接口模块的端口号中选择中断请求优先级最高的接口模块；

d.设置选择的所述接口模块的中断请求有效，向CPU请求中断；

e.选择下一接口模块作为当前接口模块，返回步骤b；

其中，所述的中断请求最小间隔是中断请求合并的最小时间段，根据各个接口模块是否需要中断请求合并及中断请求的数量设置。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤b中的中断请求最小间隔的有效值设置为非0值，其值的大小根据接口模块中的中断请求的数量而定。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤b中的当前接口模块的首次选择是预先指定或从所有的接口模块中随机选取。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤e为采用轮询的方法选择下一接口模块。