エンベデッドシステムスペシャリスト 2011年午前2 問04

問題文

多重にハードウェア割込みが発生する組込みシステムにおけるISR（Interrupt Service Routine）の処理の説明のうち、適切なものはどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

ア：ISR処理時間が長い順に高い割込み優先度を与えると、システム全体のリアルタイム応答性が向上する。

イ：ISR処理中に、ほかの割込み要求を抑止する場合は、セマフォを用いる。

ウ：最大割込み処理時間は、すべてのISR処理時間の合計であり、最も優先度の高い割込みが発生してから、そのISR処理の完了までの時間に相当する。

エ：低い優先度の割込みによるISR処理中に割込み禁止を行うと、その間に発生した高い優先度の割込みに対するISR応答時間は長くなる。（正解）

🔒 解説は解答すると表示されます

適切なのはエです。

低い優先度の割込みに対するISR（割込みサービスルーチン）の実行中に割込みを禁止すると、その間は高い優先度の割込みが発生しても、ただちにそのISRを開始できません。割込み禁止が解除されてから処理が始まるため、高優先度の割込みに対する応答時間は長くなります。

ア：ISR処理時間が長いものに高い優先度を与えれば、リアルタイム応答性が向上するとは限りません。優先度は、処理の重要性や期限などを考慮して決めます。実行時間の長いISRを高優先度にすると、ほかの割込みへの応答を妨げる場合があります。
イ：セマフォは、主にタスク間の同期や排他制御に使う仕組みです。ハードウェア割込み要求を抑止する場合は、割込み禁止などの方法を使います。
ウ：高優先度の割込みに対する応答時間が、すべてのISRの処理時間の合計になるとは限りません。実際の応答時間は、割込み禁止の時間や、実行中のISRを中断できるかどうかなどに左右されます。
エ：割込み禁止中は高優先度の割込みもすぐには処理できないため、応答時間が長くなる説明として適切です。

高優先度なら、いつでもすぐに処理される
割込み禁止中など、割込みを受け付けられない状態では、高優先度でも処理開始を待つことがあります。
ISRの実行時間が長いほど優先度を高くすべき
優先度は実行時間だけで決めるものではありません。長いISRを高優先度にすると、ほかの処理への影響が大きくなることもあります。
セマフォで割込み要求を止められる
セマフォは主にソフトウェア上のタスク間制御に使います。割込みの受付を止める仕組みとは区別しましょう。

ISRは、ハードウェアからの割込みに応じて実行される処理です。応答性を保つには、ISRをできるだけ短くし、時間のかかる処理はタスク側に任せる設計が一般的です。また、割込み禁止区間を長くすると、その間に発生した割込みの処理が遅れるため、必要最小限に抑えることが重要です。

Q. 割込み禁止中に発生した割込みは失われますか？
A. 割込みコントローラやハードウェアの仕様によります。保留され、割込み禁止の解除後に処理される場合もありますが、すべての割込みが必ず記録されるとは限りません。

Q. 高優先度の割込みは、低優先度のISRを必ず中断できますか？
A. いいえ。割込みのネストが許可されており、割込み禁止状態でもない場合など、条件がそろったときに中断できます。システムの設定やハードウェアの仕様によって異なります。

関連キーワード: ISR、ハードウェア割込み、割込み優先度、割込み禁止、応答時間、セマフォ

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