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目次
割り込み処理解説シリーズ
本記事は「割り込み処理解説」シリーズの1つです。
- 割り込みとは何か？ポーリングとの違いから理解する【組み込み入門】（この記事）
- 割り込み処理でやってはいけないこと5選｜組み込み設計の落とし穴
- 割り込みは「処理を書く場所」ではない｜組み込み設計の本質
- 割り込み×状態遷移設計｜イベント駆動型組み込みの基本パターン
- 割り込み優先度設計の考え方｜リアルタイム性を壊さないために
- 割り込みとRTOSなし構成の違いとは？設計思想の本質を整理する
組み込み開発をしていると必ず登場するのが「割り込み（Interrupt）」です。
しかし、
- なんとなく使っている
- ポーリングとの違いが曖昧
- とりあえずサンプル通り書いている
という人も多いのではないでしょうか。
この記事では、割り込みの基本を「ポーリングとの比較」から整理します。
設計や応用の話に入る前の、土台となる理解を固める回です。
割り込みとは何か？
割り込みとは、
CPUが実行中の処理を一時中断し、優先すべき処理を実行する仕組み
です。
例えば：
- ボタンが押された
- タイマが満了した
- UARTでデータを受信した
こうした「イベント」が発生すると、CPUは現在の処理を止めて、割り込み処理（ISR: Interrupt Service Routine）を実行します。
処理が終わると、元の処理に戻ります。
ポーリングとは何か？
ポーリングは、
CPUが自分で状態を確認しにいく方式
です。
例えばボタン入力の場合：
while(1) {
if (BUTTON == ON) {
// 処理
}
}常に状態を監視し続ける方式です。
割り込みとポーリングの違い
まとめると、割り込みとポーリングの違いは以下となります。
| 項目 | 割り込み | ポーリング |
|---|---|---|
| 反応性 | 高い | ループ周期に依存 |
| CPU効率 | 無駄が少ない | 常に監視するため負荷あり |
| 実装難易度 | やや高い | 比較的簡単 |
| 設計の難しさ | 高い | 低め |
なぜ組み込みでは割り込みが重要なのか？
組み込み機器は、
- 限られたCPU性能
- リアルタイム要求
- 低消費電力設計
という制約があります。
ポーリングでは、
- 無駄にCPUを回し続ける
- 低消費電力にできない
- 応答遅延が出る
といった問題が発生します。
そのため、イベント駆動型の設計（割り込み）が基本になるのです。
割り込みの流れ（イメージ）
通常処理実行中
↓
イベント発生
↓
現在処理を退避
↓
割り込み処理実行
↓
元の処理に復帰
この「処理を退避して戻る」という仕組みが、後の設計難易度にもつながります。
（※次回以降の記事で詳しく扱います）
割り込みが“魔法”ではない理由
初心者がよく誤解するのが、
割り込み＝便利な即時実行機能
という理解です。
しかし実際には、
- コンテキスト保存
- スタック使用
- 優先度管理
- ネスト発生
など、多くの設計要素が関係します。
ここを理解せずに使うと、
後に原因不明の不具合に悩まされます。
まとめ
- 割り込みは「CPUを止めて優先処理を実行する仕組み」
- ポーリングは「CPUが自分で確認する方式」
- 組み込みでは割り込みが基本になる
- しかし設計は決して簡単ではない
次回は、
割り込み処理でやってはいけない設計
について、実務視点で解説します。
この記事が参考になった方へ
割り込みについてはこちらの記事でもまとめています。
- 割り込みとは何か？ポーリングとの違いから理解する【組み込み入門】（この記事）
- 割り込み処理でやってはいけないこと5選｜組み込み設計の落とし穴
- 割り込みは「処理を書く場所」ではない｜組み込み設計の本質
- 割り込み×状態遷移設計｜イベント駆動型組み込みの基本パターン
- 割り込み優先度設計の考え方｜リアルタイム性を壊さないために
- 割り込みとRTOSなし構成の違いとは？設計思想の本質を整理する
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