为什么FIQ比IRQ要快？
参考回答
FIQ（Fast Interrupt Request，快速中断请求）比IRQ（Interrupt Request，普通中断请求）要快，主要是因为它有优先级更高的硬件支持，能够快速响应中断请求。ARM处理器在硬件层面为FIQ提供了专用的寄存器，减少了上下文切换的开销。具体来说，FIQ与IRQ的主要区别包括以下几个方面：
- 优先级：FIQ的优先级比IRQ高，因此，当同时发生FIQ和IRQ时，处理器会先响应FIQ中断。
- 专用寄存器：FIQ中断有更多的专用寄存器（如R8-R14），可以在处理FIQ时直接使用，而不需要保存和恢复寄存器状态，从而减少了上下文切换的时间。相比之下，IRQ中断必须保存所有的寄存器状态。
- 更高效的上下文切换：由于FIQ有专用的寄存器，因此它可以更快地进行上下文切换，而IRQ需要保存和恢复更多的寄存器。
详细讲解与拓展
- 硬件优先级：
- ARM处理器硬件设计时，FIQ被分配了更高的优先级。具体来说，在ARM体系结构中，FIQ的优先级比IRQ高。当FIQ和IRQ同时发生时，处理器会优先响应FIQ中断，而不是IRQ。这意味着FIQ能在更短的时间内被处理。
- 专用寄存器：
- FIQ中断拥有一些专用的寄存器（R8-R14），这使得FIQ的处理中断时无需保存和恢复这些寄存器的值。这是因为当FIQ中断发生时，处理器会自动使用这些专用寄存器，避免了保存和恢复一般寄存器的开销。这样，FIQ可以更加高效地进行上下文切换。
- 相反，IRQ中断没有这样的专用寄存器，需要保存和恢复所有的寄存器状态，这增加了上下文切换的开销，导致IRQ响应的时间相对较长。
- 中断响应时间：
- 由于FIQ有更高的优先级和专用寄存器，响应时间通常比IRQ更短。IRQ需要更长的时间来处理中断请求，尤其是当涉及到上下文切换时，IRQ的处理时间就显得相对较长。
- 应用场景：
- FIQ通常用于对响应时间要求非常高的应用，例如实时音频处理、视频捕获、硬件定时器等，这些应用要求系统能够快速响应事件。
- IRQ则通常用于处理常规的外部中断请求，比如串口通信、网络通信、传感器数据读取等。
- 资源消耗：
- 由于FIQ能更高效地处理中断，它的资源消耗相对较低，尤其是在需要快速响应的应用中。IRQ虽然可以处理更多类型的中断，但由于它涉及的上下文切换更多，响应时间较长，相对来说，它的资源消耗会更高。
示例：
假设在一个嵌入式系统中，FIQ用于处理一个高速定时器中断，IRQ用于处理串口通信中断。定时器中断需要快速响应，以确保实时性，而串口通信中断则可以稍微延迟。由于FIQ的高优先级和专用寄存器，定时器中断能在几乎不增加延迟的情况下得到处理，而串口通信中断则会被排队等待处理。
总结
FIQ比IRQ响应速度快，主要是由于其在硬件层面的优先级更高，并且拥有更多的专用寄存器，减少了上下文切换的开销。这使得FIQ特别适用于需要高响应速度的实时系统，而IRQ则适用于一般的中断处理任务。