Embedded C Intermediate — 인터럽트·주변장치·펌웨어 설계 패턴

# ISR 작성 규칙 — 재진입 금지, 실행 시간 최소화

## ISR 작성의 기본 원칙

ISR(Interrupt Service Routine)은 일반 함수와 다른 제약 조건 아래 동작합니다.  
아래 원칙을 지키지 않으면 시스템이 불안정해지거나 디버그하기 어려운 버그가 생깁니다.

---

## 원칙 1 — 짧고 빠르게

ISR이 실행되는 동안 같은 코어의 **동등하거나 낮은 우선순위 인터럽트는 블록**됩니다.  
ISR이 길어질수록 다른 이벤트의 반응 지연이 커집니다.

**권장 패턴: 플래그 세트 후 메인 루프에서 처리**

```c
// 나쁜 예 — ISR 안에서 무거운 작업
IFX_INTERRUPT(uartRxISR, 0, ISR_PRIORITY_ASCLIN0_RX)
{
    char buf[256];
    int i = 0;
    while (데이터_있음()) {
        buf[i++] = 읽기();       // 시간 오래 걸림
    }
    처리_함수(buf);              // 더 오래 걸림
}

// 좋은 예 — 플래그만 세트, 실제 처리는 메인 루프
volatile uint8_t g_rxByte;
volatile boolean g_rxReady = FALSE;

IFX_INTERRUPT(uartRxISR, 0, ISR_PRIORITY_ASCLIN0_RX)
{
    g_rxByte  = IfxAsclin_getReadData(&MODULE_ASCLIN0);
    g_rxReady = TRUE;   // 메인 루프에 신호
}

// main loop
if (g_rxReady) {
    g_rxReady = FALSE;
    processData(g_rxByte);
}
```

---

## 원칙 2 — 재진입(Reentrant) 금지

C 표준 라이브러리 함수 중 일부는 내부에 **정적 변수나 전역 상태**를 사용합니다.  
ISR에서 이런 함수를 호출하면, 메인 코드가 같은 함수를 쓰는 도중  
ISR이 끼어들어 상태를 망가뜨릴 수 있습니다.

```
재진입 문제 시나리오:

main()이 printf() 실행 중
        ↓
인터럽트 발생
        ↓
ISR이 printf() 호출
        ↓
내부 버퍼 상태 충돌 → 출력 깨짐 또는 하드폴트
```

**ISR 안에서 피해야 할 것들:**
- `printf`, `malloc`, `free` 등 재진입 불안전 함수
- 뮤텍스 없이 공유 데이터 구조 수정
- 블로킹 대기 루프 (`while (flag == 0) {}`)
- 다른 ISR 호출 (직접 함수 포인터로 부르는 것 포함)

---

## 원칙 3 — 인터럽트 플래그 클리어

ISR 시작 또는 끝에서 해당 주변장치의 인터럽트 플래그를 **반드시 클리어**해야 합니다.  
클리어하지 않으면 ISR이 무한 반복됩니다.

```c
// STM 타이머 ISR 예시 (TC37x)
IFX_INTERRUPT(stm0Sr0ISR, 0, ISR_PRIORITY_STM0)
{
    // 플래그 클리어 — 다음 인터럽트를 위해 반드시 필요
    IfxStm_clearCompareFlag(&MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0);

// 다음 비교값 갱신 (주기적 인터럽트)
    IfxStm_increaseCompare(&MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0, STM_TICKS_1MS);

// 실제 처리
    g_tick1ms++;
}
```

---

## TC37x — IFX_INTERRUPT 매크로

iLLD에서 ISR을 등록할 때 사용하는 매크로입니다.

```c
IFX_INTERRUPT(함수명, 코어번호, 우선순위번호)
```

### 내부 동작

```c
// IFX_INTERRUPT 매크로 확장 예 (개념적)
#define IFX_INTERRUPT(isr, vectabNum, prio) \
    void __interrupt(prio) __vector_table(vectabNum) isr(void)
```

- `__interrupt(prio)` : TriCore 전용 ISR 속성, SRPN 지정
- `__vector_table(vectabNum)` : 어느 코어의 벡터 테이블에 배치할지 지정
- 컴파일러가 자동으로 컨텍스트 저장/복원 코드를 삽입

### 실제 사용 예

```c
// Cfg_Irq.h 에 우선순위 정의
#define ISR_PRIORITY_STM0_SR0   10
#define ISR_PRIORITY_ASCLIN0_TX 20
#define ISR_PRIORITY_ASCLIN0_RX 30

// ISR 구현 파일
#include "Cfg_Irq.h"

// STM0 비교 인터럽트 — CPU0, 우선순위 10
IFX_INTERRUPT(stm0Sr0ISR, 0, ISR_PRIORITY_STM0_SR0)
{
    IfxStm_clearCompareFlag(&MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0);
    IfxStm_increaseCompare(&MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0, STM_TICKS_1MS);
    g_tick1ms++;
}

// ASCLIN0 TX 인터럽트 — CPU0, 우선순위 20
IFX_INTERRUPT(asclin0TxISR, 0, ISR_PRIORITY_ASCLIN0_TX)
{
    IfxAsclin_Asc_isrTransmit(&g_asc);
}

// ASCLIN0 RX 인터럽트 — CPU0, 우선순위 30
IFX_INTERRUPT(asclin0RxISR, 0, ISR_PRIORITY_ASCLIN0_RX)
{
    IfxAsclin_Asc_isrReceive(&g_asc);
}
```

---

## ISR 등록과 SRC 설정의 관계

`IFX_INTERRUPT` 매크로는 **벡터 테이블 등록**만 처리합니다.  
SRC 레지스터의 SRPN, TOS, SRE 설정은 별도로 해야 합니다.  
iLLD를 사용하면 모듈 초기화 함수 (`IfxXxx_initModule`) 내부에서 자동 처리됩니다.

```
IFX_INTERRUPT 매크로      →  벡터 테이블에 ISR 함수 주소 등록
모듈 초기화 (iLLD)         →  SRC 레지스터 SRPN/TOS/SRE 설정
두 가지 모두 필요
```

---

## ISR 실행 시간 측정 방법 (TC37x)

STM 타이머를 이용해 ISR 진입/종료 시간을 측정할 수 있습니다.

```c
volatile uint32 g_isrDuration;

IFX_INTERRUPT(someISR, 0, ISR_PRIORITY_SOME)
{
    uint32 start = STM0_TIM0.U;   // 진입 시각

// ... ISR 처리 ...

g_isrDuration = STM0_TIM0.U - start;  // 소요 사이클
}
```

---

## 정리

| 규칙 | 이유 |
|------|------|
| ISR은 짧게 | 다른 인터럽트 지연 방지 |
| 플래그 세트 + 메인 루프 처리 | ISR 길이 최소화 |
| 재진입 불안전 함수 금지 | 상태 충돌 방지 |
| 인터럽트 플래그 클리어 | ISR 무한 반복 방지 |
| IFX_INTERRUPT 매크로 | TC37x TriCore 전용 ISR 등록 방식 |

ISR 작성 규칙 — 재진입 금지, 실행 시간 최소화

// COMMENTS

ON THIS PAGE