在工程項(xiàng)目中，不管是小到模塊級(jí)驗(yàn)證，還是大到系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證，都有一項(xiàng)不可缺少的feature，那就是中斷。

中斷是一種硬件與軟件間、cpu與外設(shè)間的交互手段，中斷一旦出問(wèn)題，芯片很可能會(huì)因此缺失某些特性，甚至于毀了整顆芯片，中斷驗(yàn)證由此顯得極為關(guān)鍵。

本期將給大家?guī)?lái)工程項(xiàng)目中常常碰到的中斷的驗(yàn)證。

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何為中斷

我們先來(lái)了解下什么是中斷？ 中斷是指：芯片在執(zhí)行程序指令流的過(guò)程中，突然出現(xiàn)某些意外情況而需要中止執(zhí)行當(dāng)前程序，并轉(zhuǎn)入處理新的程序指令流，處理完畢后又返回原被暫停的程序指令流繼續(xù)運(yùn)行的機(jī)制。

（注意，工程實(shí)踐中需要注意中斷和查詢的區(qū)別，中斷是事件觸發(fā)型的，可以是軟件也可以是硬件，而查詢，一般是軟件行為，循環(huán)poll某個(gè)狀態(tài)或者寄存器值。比如，中斷就好比你點(diǎn)了個(gè)外賣，然后你就去干你別的事了，過(guò)了一會(huì)外賣小哥打電話叫你下樓取外賣；而查詢與中斷的區(qū)別在于，外賣小哥不會(huì)打電話給你，你點(diǎn)完外賣后要一直拿著手機(jī)查詢訂單狀態(tài)，當(dāng)外賣到樓下后自己下樓取餐。）

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中斷執(zhí)行

中斷的具體流程是怎么樣的呢？

1、當(dāng)設(shè)備遇到某一事件或錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，將發(fā)出IRQ中斷給中斷控制器（有的設(shè)備可能無(wú)中斷控制器）。

2、中斷控制器對(duì)這個(gè)IRQ進(jìn)行硬件處理，把一些信息記錄在中斷控制器的寄存器上，然后中斷控制器通過(guò)IRQ中斷線給cpu發(fā)送中斷信號(hào)。

3、cpu收到中斷信號(hào)后會(huì)對(duì)中斷控制器中的寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，讀取中斷信息存入自身的狀態(tài)寄存器中，并且有的中斷控制器還會(huì)通過(guò)mask寄存器屏蔽對(duì)應(yīng)的中斷，之后cpu執(zhí)行存好的中斷驅(qū)動(dòng)程序。

后面的操作就得根據(jù)具體的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)決定了，大致上就是備份數(shù)據(jù)，清中斷源等，最后就是恢復(fù)數(shù)據(jù)，這整個(gè)就是一個(gè)中斷發(fā)生后的處理流程啦！

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中斷類型

說(shuō)完中斷流程，我們來(lái)看下中斷類型，按照功能類型來(lái)劃分，中斷可以分為事件中斷和異常中斷。

事件中斷：一般是由硬件觸發(fā)某個(gè)寄存器并拉高中斷線，通知軟件介入處理某些具體事務(wù)，比如一些周期性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練請(qǐng)求或者完成一次DMA搬運(yùn)操作等，事件中斷屬于軟硬件協(xié)同工作上的一環(huán)。

異常中斷：顧名思義，就是一些硬件不可預(yù)期的行為導(dǎo)致的錯(cuò)誤發(fā)生，發(fā)生異常中斷時(shí)，硬件可能已不能自我解決這種錯(cuò)誤，需要向cpu申請(qǐng)支援。異常中斷按照程度可以分為兩類，分別為致命中斷和非致命中斷，它倆的區(qū)別在于硬件是否會(huì)由于異常錯(cuò)誤掛死，甚至導(dǎo)致整個(gè)芯片崩潰宕機(jī)。

按照異常種類劃分，例如可包括：

1、溢出中斷，可能是某個(gè)計(jì)數(shù)器 ，也可能是某個(gè)buffer引發(fā)的溢出中斷；

2、數(shù)據(jù)譯碼錯(cuò)誤，比如，ecc中斷，奇偶校驗(yàn)中斷等；

3、協(xié)議違反中斷，比如，axi協(xié)議的len不匹配數(shù)據(jù)，jedec協(xié)議的ca命令錯(cuò)誤等等；

4、特性違反錯(cuò)誤，比如，具體某個(gè)模塊中的描述符錯(cuò)誤，地址越界，傳輸錯(cuò)誤等等。

對(duì)于模塊級(jí)驗(yàn)證中的中斷特性，驗(yàn)證人員需要考慮的是這些中斷能不能被正常觸發(fā)，觸發(fā)中斷后能不能正常上報(bào)，上報(bào)之后中斷狀態(tài)可不可查，中斷源能不能被清除，清除之后能不能再次觸發(fā)，中斷是否可支持mask等。在這個(gè)一系列過(guò)程中，我們還要考慮中斷類型與寄存器對(duì)應(yīng)bit是否匹配（比如，ECC錯(cuò)誤出現(xiàn)，feature中描述對(duì)應(yīng)的寄存器的第1bit拉高，但是硬件模塊錯(cuò)誤的把第8bit拉高）、中斷之間是否存在相互干擾、多中斷發(fā)生時(shí)是否能準(zhǔn)確上報(bào)、無(wú)異常發(fā)生時(shí)中斷不能拉高、清除某個(gè)中斷時(shí)不能錯(cuò)誤清除其他的中斷等等。

對(duì)于系統(tǒng)級(jí)中斷驗(yàn)證，驗(yàn)證人員考慮的可能就不是那些底層的中斷功能能否正常實(shí)現(xiàn)，而是要考慮各個(gè)模塊，各個(gè)子系統(tǒng)的中斷線能否正常匯聚到中斷控制器，中斷控制器的中斷線是否能正常發(fā)送到cpu的中斷管腳、進(jìn)入低功耗模式前后的中斷狀態(tài)等等。

審核編輯：劉清