1 MCU对于异常/中断向量表和服务程序的存储结构

传统的MCU包含三种存储，ROM，RAM，Flash（Flash是泛指Non-volatile存储，包含eFlash，Nor flash，Nand flash，EEPROM，RAM等一些列存储）。这三类存储在MCU设计中负责不同的功能，ROM主要负责最初的程序烧写和第一级引导，Flash包含Bootloader和OS以及APP，RAM主要是运行过程中的堆栈，以及变量，数据等。 关于异常和中断，在8系列处理器中中断属于一种特殊的异常，所以经常会出现在一起描述，异常主要指的是CPU自身定义的一系列需要及时响应的事件，往往这些事件的产生会影响CPU的正常执行，比如说发生总线访问错误，执行非法指令等。异常的响应需要设置当前PSR上的EE位。异常在异常/中断向量表中使用0~31号。中断往往是系统中设备产生的事件，需要CPU及时处理，比如定时器中断，UART数据接收中断等，中断的响应需要设置当前PSR上的EE位，VIC的中断使能寄存器，设备的中断使能寄存器。中断在异常/中断向量表中使用32号之后，根据实际支持的中断数来确定表项的结尾。 本次介绍主要介绍和异常，中断相关的几种存储方式，在传统的处理器设计中，中断和异常是需要通过异常/中断向量表作为索引的，根据不同的应用场景会出现一张或者多张一场异常/中断向量表，下面就几种主要的场景做一下简单的分析：

1.1 异常/中断向量表仅存放在ROM中

此类应用场景往往比较简单，且程序相对固定，实际使用场景非常少，因为ROM本身的特性呈现出无法修改的属性，所以一旦异常/中断向量表确定之后，后续就无法进一步修改，程序开发需要根据这个异常/中断向量表中的地址作为异常服务程序和中断服务程序起始地址。异常/中断向量表根据VBR（vector base register）寄存器来实现索引，例如：芯片上电时，复位之后VBR默认为0，则此时异常/中断向量表默认指向0地址（一般为ROM起始地址），所以上电复位异常的入口，即程序入口地址就存放在0地址上，如下图的黄色部分Reset_handler。

1.2 异常/中断向量表存放在ROM和FLASH中

此类应用往往ROM功能比较简单，一般不需要再ROM程序中产生异常，异常/中断向量表主要实现复位异常。在程序进入到FLASH中之后可以由用户自定义异常/中断向量表和异常服务程序，优点是相对直接异常/中断向量表放在ROM中的会比较灵活，所有地址的修改只需要重新编译之后就可以实现，也可以通过程序直接注册，完成异常服务程序和异常/中断向量表的链接。 当需要两张或者以上的异常/中断向量表的时候，在向量表切换的时候需要通过维护VBR（vector base register）寄存器来完成两张异常/中断向量表的切换，例如：芯片上电时，复位之后VBR默认为0，则此时异常/中断向量表默认指向0地址（一般为ROM起始地址），所以上电复位异常的入口，即程序入口地址就存放在0地址上，如下图的黄色部分Reset_handler。当VBR寄存器被修改之后，例如改成Exp Base Addr，则此时异常/中断向量表被指向到Exp Base Addr地址所对应的位置，如果此时发生2号异常，则会从绿色地址获取2号异常的服务程序入口，即Exp#2_handler。此时0地址上的异常/中断向量表不再起做用，此处需要特殊标注的是对于复位异常，因为芯片复位之后的起始状态VBR寄存器是0，所以复位异常是不会被重定向，永远只会从0地址获取入口，除此之外的所有异常和中断时可以被重定向到其他的地址上去，也就是意味这Exp Base Addr上的Reset_handler是永远不会起作用的。

2 带TEE的MCU对于异常/中断向量表和服务程序的存储结构

带TEE的MCU的基本存储结构和普通MCU一致，即ROM，Flash，RAM。由于引入TEE的概念，在传统MCU的基础上会增加一个新的运行模式，即TEE。TEE下需要维护其自身的异常/中断向量表和对应的异常服务程序，基本结构和1.2章节中描述的结构一致。 TEE下响应REE的中断，需要提前设置好REE下的PSR的EE和IE位，设置好VIC中的中断使能寄存器，并且将对应的中断设置成非安全中断，设置对应设备的中断使能，满足以上条件的情况下，TEE下就可以响应REE的中断。 REE下响应TEE的中断，需要提前设置好TEE下的PSR的EE和IE位，设置好VIC中的中断使能寄存器，并且将对应的中断设置成安全中断，设置对应设备的中断使能，满足以上条件的情况下，TEE下就可以响应REE的中断。 目前TEE-Lite的体系架构不支持在TEE下响应REE的异常以及在REE下响应TEE的异常，所以这部分不在这里展开。 在芯片默认启动的时候，除了VBR寄存器为0之外，芯片一般处于TEE模式下，所以ROM中使用的一般为TEE的异常/中断向量表，当程序进入到flash之后，需要重新注册TEE的异常/中断向量表，方式如1.2章节描述，完成这部分之后可以在TEE下正常响应TEE的中断和异常（需要完成相关中断和异常的使能，不在此处详细描述）。 如果需要响应REE的中断，（编译时已经完成REE的异常/中断向量表的编译链接）则有两种实现方式：1、使用WSC指令，从TEE切换到REE中，然后修改REE的VBR，指向到对应的REE Exp Base Addr，即可以在REE下响应REE的中断和异常。该方式也支持在TEE下响应REE的中断。 2、在TEE下修改REE的VBR，直接关联REE的Exp Base Addr，此时可以在TEE下响应REE的中断，也可以REE下响应REE下的异常和中断

原文作者：兼信
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