关于中断延迟的精确测量与优化

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今天我们来聊聊中断延迟这个看似简单却暗藏玄机的问题。

你们在数据手册上看到的中断响应时间，比如ARM Cortex-M的12个时钟周期，那是在理想条件下的理论值。
实际上，从外部事件发生到你的中断服务程序第一条指令执行，这个时间受到很多因素影响。
首先是中断嵌套，如果CPU正在处理一个更高优先级的中断，你的中断就得等着。
然后是内存访问速度，如果你的代码在Flash里，而Flash有等待状态，这就增加了延迟。最隐蔽的是缓存未命中，特别是第一次执行的中断服务程序，指令缓存和数据缓存都可能需要从主存加载。

我曾经带学生做过一个实验，用GPIO引脚触发中断，在中断服务程序里立即翻转另一个引脚，用高速示波器测量这个时间差。结果发现，同样的代码，开启缓存和关闭缓存，延迟能差好几倍。
优化的时候，你们可以考虑把关键的中断服务程序放到RAM中执行，或者使用中断向量重定位。但要注意，RAM的速度也不一定比带缓存的Flash快，这需要根据具体芯片来测试。
还有一个技巧是使用中断优先级分组，把真正紧急的中断设置为最高的抢占优先级，但不要滥用，否则会失去中断嵌套的意