はじめに

組み込みシステムではハードウェアからの割り込みを適切に処理することが重要です。OSEK/ATK1では割り込みサービスルーチン（ISR）を2つのカテゴリに分けて管理しています。

このカテゴリ分けはOSEK/ATK1の特徴的な仕組みの一つで、割り込み処理の設計に大きく影響します。今回はISR1とISR2の違いと使い分けを整理します。

ISR1 ― OSの管理外の割り込み

ISR1はOSの管理外で動作する割り込みハンドラです。OSのAPIを呼び出すことができません。

ISR1(isr1_handler) {
    /* OSのAPIは使えない */
    /* ハードウェアの操作のみ */
    clear_hardware_interrupt_flag();
}

OSの管理外で動作するため、オーバーヘッドが最小限です。非常に短時間で完了するハードウェアの処理（割り込みフラグのクリアなど）や、OSが停止していても動作しなければならない処理（ウォッチドッグタイマーなど）に使います。

ISR2 ― OSの管理下の割り込み

ISR2はOSの管理下で動作する割り込みハンドラです。OSのAPIを呼び出すことができます。

ISR2(isr2_handler) {
    /* OSのAPIが使える */
    SetEvent(task_control, event_sensor_ready);
    /* タスクへの通知など */
}

ISR1よりオーバーヘッドはやや大きくなりますが、タスクへのイベント通知やリソースの操作など、OSの機能を使った処理ができます。多くの割り込み処理はISR2で実装します。

ISR内でやっていいこととダメなこと

割り込みハンドラは処理時間を極力短くするのが原則です。長い処理を割り込みハンドラ内で行うと、他の割り込みやタスクの応答性が悪化します。

やっていいこと

ハードウェアの割り込みフラグのクリア
データのバッファへの格納
タスクへのイベント通知（ISR2のみ）

避けるべきこと

重い演算処理
ブロッキング操作（待ち処理）
WaitEvent() などの待ち系API（ISR2でも使用不可）

割り込みからタスクへの通知パターン

ISRでは最低限の処理だけを行い、重い処理はタスクに任せるのが基本パターンです。

/* ISR2：割り込みを受けてタスクに通知 */
ISR2(uart_receive_isr) {
    receive_buffer[buf_index++] = read_uart_data();  /* データ格納（buf_indexはvolatile修飾・排他制御を要検討） */
    SetEvent(task_uart, event_data_received);         /* タスクに通知 */
}

/* 拡張タスク：ISRからの通知を受けて処理 */
TASK(task_uart) {
    while (1) {
        WaitEvent(event_data_received);   /* ISRからの通知待ち */
        ClearEvent(event_data_received);
        process_received_data();           /* 受信データの処理 */
    }
}

このパターンを「遅延割り込み処理（Deferred Interrupt Processing）」と呼びます。割り込みの応答性を保ちながら、重い処理をタスクコンテキストで安全に実行できます。

割り込みの禁止と許可

クリティカルセクションを保護するために、一時的に割り込みを禁止したい場面があります。OSEK/ATK1では用途に応じて使い分けられる複数のAPIを提供しています。

DisableAllInterrupts();   /* すべての割り込みを禁止 */
/* クリティカルな処理 */
EnableAllInterrupts();    /* すべての割り込みを許可 */

SuspendAllInterrupts();   /* ネスト可能な全割り込み禁止 */
ResumeAllInterrupts();

SuspendOSInterrupts();    /* Category 2 ISR（ISR2）をマスク */
ResumeOSInterrupts();

DisableAllInterrupts() と SuspendAllInterrupts() の違いはネスト可否です。ネストして呼び出す可能性がある場合は SuspendAllInterrupts() を使ってください。

ISR1とISR2の使い分けまとめ

	ISR1	ISR2
OSのAPI呼び出し	不可	可
オーバーヘッド	小	やや大
主な用途	HW操作・最速応答	タスク通知・データ転送

まとめ

ISR1はOSの管理外。オーバーヘッド最小だがOSのAPIは使えない
ISR2はOSの管理下。OSのAPIが使えるため多くの割り込み処理に向いている
ISR内の処理は短く保ち、重い処理はタスクに委譲する
割り込み禁止APIはネストの有無に応じて使い分ける

次回（設計編②）はタスク設計の勘所を取り上げます。何をタスクにするか、優先度をどう決めるか、スタックサイズをどう見積もるかを整理します。