ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Брянскийгосударственный технический университет
Курсоваяработа
по ОрганизацииЭВМ
На тему: «Организация прерываний в ЭВМ».
Выполнил:
№
Проверил:
Новозыбков2007г.
Содержание
Введение
Ввод-вывод по прерыванию
Обработка прерывания
Проектирование механизма обработки прерываний
Контроллер прерываний Intel 82C59A
Программируемый контроллер интерфейса Intel 82C55A
Заключение
Приложение
Список литературы
/>Введение
Одной из разновидностейпрограммно-управляемого обмена данными с ВУ в микроЭВМ является обмен спрерыванием программы, отличающийся от асинхронного программно-управляемогообмена тем, что переход к выполнению команд, физически реализующих обменданными, осуществляется с помощью специальных аппаратных средств. Командыобмена данными в этом случае выделяют в отдельный программный модуль — подпрограмму обработки прерывания. Задачей аппаратных средств обработкипрерывания в процессоре микроЭВМ как раз и является приостановка выполненияодной программы (ее еще называют основной программой) и передача управленияподпрограмме обработки прерывания. Действия, выполняемые при этом процессором,как правило, те же, что и при обращении к подпрограмме. Только при обращении кподпрограмме они инициируются командой, а при обработке прерывания — управляющимсигналом от ВУ, который называют «Запрос на прерывание» или«Требование прерывания».
Эта важная особенностьобмена с прерыванием программы позволяет организовать обмен данными с ВУ впроизвольные моменты времени, не зависящие от программы, выполняемой вмикроЭВМ. Таким образом, появляется возможность обмена данными с ВУ в реальноммасштабе времени, определяемом внешней по отношению к микроЭВМ средой. Обмен спрерыванием программы существенным образом экономит время процессора,затрачиваемое на обмен. Это происходит за счет того, что исчезает необходимостьв организации программных циклов ожидания готовности ВУ, на выполнение которыхтратится значительное время, особенно при обмене с медленными ВУ. Прерываниепрограммы по требованию ВУ не должно оказывать на прерванную программу никакоговлияния кроме увеличения времени ее выполнения за счет приостановки на времявыполнения подпрограммы обработки прерывания. Поскольку для выполненияподпрограммы обработки прерывания используются различные регистры процессора(счетчик команд, регистр состояния и т.д.), то информацию, содержащуюся в них вмомент прерывания, необходимо сохранить для последующего возврата в прерваннуюпрограмму.
Обычно задача сохранениясодержимого счетчика команд и регистра состояния процессора возлагается нааппаратные средства обработки прерывания. Сохранение содержимого другихрегистров процессора, используемых в подпрограмме обработки прерывания,производится непосредственно в подпрограмме. Отсюда следует достаточноочевидный факт: чем больший объем информации о прерванной программе сохраняетсяпрограммным путем, тем больше время реакции микроЭВМ на сигнал прерывания, инаоборот. Предпочтительными с точки зрения повышения производительностимикроЭВМ (сокращения времени выполнения подпрограмм обработки, а,следовательно, и основной программы) являются уменьшение числа команд,обеспечивающих сохранение информации о прерванной программе, и реализация этихфункций аппаратными средствами. Формирование сигналов прерываний — запросов ВУна обслуживание происходит в контроллерах соответствующих ВУ. В простейшихслучаях в качестве сигнала прерывания может использоваться сигнал«Готовность ВУ», поступающий из контроллера ВУ в системный интерфейсмикроЭВМ. Однако такое простое решение обладает существенным недостатком — процессор не имеет возможности управлять прерываниями, т. е. разрешать илизапрещать их для отдельных ВУ. В результате организация обмена данными в режимепрерывания с несколькими ВУ существенно усложняется.
Целью данной работы являетсяопределение организации прерывания в ЭВМ, а задачами: а) изучение обработкипрерывания, б) изучение проектирования механизма прерывания, в) определениеконтроллера прерывания.
/>Ввод-выводпо прерыванию
Мы уже отмечали, чтометодика программируемого ввода-вывода приводит не рациональному расходованиювремени процессора, который фактически простаивает, выжидая, пока внешнееустройство завершит начатую операцию. В результате страдает производительностьвычислительной системы.
Альтернативная методикапредполагает, что процессор, дав команду модулю. Ввода-вывода на выполнениеоперации, сам переключается на выполнение какой-либо другой задачи илифрагмента программы. В свою очередь, модуль ввода-вывода, получив от процессоракоманду, выполняет необходимые операции и, завершив их, формирует сигналзапроса прерывания, который передается процессору и извещает его о том, чтовыполнение затребованной операции окончено. После этого процессор возвращаетсяк выполнению ранее прерванной программы и, если это предусмотрено в программе,пересылает полученные данные в память.
Рассмотрим, какреализуется эта методика. Начнем с операций, выполняемых модулем ввода-вывода.При вводе данных модуль получает от процессора команду READ. Затем модуль самостоятельно выполняет все действия,необходимые для того, Чтобы получить от внешнего устройства очередную порциюданных и записать ее в свой буфер После этого модуль формирует сигнал запросапрерывания процессора на одной из линий управления системной магистрали и ждет,пока от процессора не поступит команда выставить содержимое регистра на линииданных. Когда такой сигнал поступает, модуль выставляет информацию на линииданных и после этого готов принять следующую команду обмена от процессора.
Участие процессора вовсей этой процедуре выглядит следующим образом. Во-первых процедура начинаетсяпо инициативе процессора, который передает модулю команду READ. После этого процессор может перейтик выполнению дальнейших инструкций программы, не связанных с затребованнымиданными (ответственность зато, что в этих инструкциях не используются данные,которые ожидается получить от внешнего устройства, возлагается напрограммиста), или вообще переключиться на выполнение другой программы. В концекаждого цикла выполнения инструкции. Процессор проверяет, не поступил ли сигналзапроса прерывания. Если окажется, что такой сигнал поступил от модуляввода-вывода, процессор выполняет операции, сохраняющие текущий контекст выполняемойпрограммы (т.е. состояние счетчика команд и внутренних регистров), ипереключается на программу прерывания. Эта программа, в частности, можетвыполнять считывание данных с модуля ввода-вывода и передачу их в оперативнуюпамять. После завершения программы обработки прерывания процессорвосстанавливает сохраненный контекст прерванной программы и возобновляет еевыполнение с той же точки, как будто никакого прерывания и не было.
Алгоритм ввода данных попрерыванию исключает простои процессора в ожидании завершения операции медленноработающим внешним устройством, а потому способствует эффективномуиспользованию ресурсов процессора в интересах повышения производительности всейсистемы. Но, тем не менее, и эта процедура имеет резерв для повышения производительности,поскольку она предусматривает, что все данные, вводимые в систему или выводимыеиз нее на внешнее устройство, обязательно проходят через процессор.
/>/>
Обработкапрерывания
Рассмотрим более детальнороль процессора в обработке прерывания ввода вывода. Появление сигнала запросапрерывания запускает несколько процессов, часть которых реализуется аппаратнымисредствами, а часть — программными. В Приложении рис.1 представлен типичный алгоритмобработки прерывания. После завершения модулем ввода-вывода заданной операциина аппаратном уровне выполняются следующие действия:
1. Модуль ввода-выводаформирует сигнал запроса прерывания, который предназначается процессору.
2. Процессор завершаетвыполнение текущей команды программы, прежде чем анализировать наличие сигналазапроса прерывания.
3. Процессор анализирует,не поступил ли сигнал запроса прерывания, обнаруживает его и посылает сигналподтверждения тому модулю, который сформировал сигнал запроса. Получив сигналподтверждения, модуль, инициировавший прерывание, снимает соответствующийсигнал с линии управления магистрали,
4. Процессор выполняетдействия, предшествующие передаче управления по программе обработки прерывания.Прежде всего нужно позаботиться о сохранении текущего состояния процессора, чтопозволит в дальнейшем возобновить выполнение прерванной программы с той жеточки. Здесь нужно обратить внимание на то, что в этот момент в счетчике командпроцессора находится адрес команды, которая должна была бы выполнятьсяпроцессором, если бы не произошло прерывание. Эту команду (а точнее, ее адрес)принято называть точкой прерывания, и она же является точкой возвратаиз прерывания. Поэтому процессор должен каким-то образом сохранить состояниесчетчика команд, регистра состояния, который содержит слово состоянияпроцессора PSW (processorstatusword). Как правило, эта информация помещается в системныйстек.
5. Затем процессорзагружает в счетчик команд начальный адрес программы (подпрограммы) обработкипрерывания. В разных компьютерах и разных операционных системах эта операциявыполняется по-разному. В одних — каждый источник прерывания (модульввода-вывода, вызвавший прерывание) имеет свою подпрограмму обработки, в других— прерывания разбиты на группы и каждая группа имеет свою программу обработки,а в третьих — вообще существует одна программа обработки всех прерываний,внутри которой происходит ветвление в соответствии с конкретным источникомпрерывания. Если архитектура системы предусматривает наличие множестваподпрограмм обработки прерываний, то информацию о том, какую именноподпрограмму нужно вызывать в каждом конкретном случае, процессор долженполучать вместе с самим сигналом запроса прерывания. Другой вариант процессорполучает ее от устройства, инициировавшего прерывание, в ответ на сигналподтверждения. Как только в счетчик команд будет помещен адрес подпрограммы,процессор начнет новый цикл выполнения команды. Первой фазой цикла будетизвлечение команды, адрес которой находится в счетчике. В результате процессорприступит к выполнению заданной подпрограммы обработки прерывания. Что именнобудет при этом сделано, определяет программист, который разработалподпрограмму.
6. Перед передачейуправления подпрограмме обработки прерывания процессор аппаратными средствамивыполнил сохранение счетчика команд и PSW в системном стеке. Но помимо этой информации для возобновленияпрерванной программы может потребоваться и восстановление состояния другихрегистров процессора. Поэтому, как правило, первые команды подпрограммыобработки сохраняют в стеке состояния всех остальных регистров процессора,поскольку они могут понадобиться самой подпрограмме и, следовательно, ихсодержимое к моменту завершения подпрограммы будет изменено. В Приложении рис.2(а) показано, что при этом происходит. В данном случае пользовательскаяпрограмма была прервана в тот момент, когда выполняла команду, хранящуюся поадресу N. Аппаратно в стек помещается содержимое счетчика команд, каким онобыло в момент завершения выполнения этой команды — N+1, а в счетчик команд заносится начальный адрес подпрограммыобработки Y. Сама подпрограмма затем помещает встек содержимое регистров процессора, в результате чего указатель стекасмещается и после завершения сохранения регистров будет указывать на ячейку Т.
7. После этогоподпрограмма приступает к собственно обработке прерывания Этот процесс, какправило, включает анализ состояния модуля ввода-вывода, вызвавшего прерывание,и прием или передачу порции данных Иногда в процессе обработки модулюпосылаются другие команды или сообщения, в частности команды запуска следующегосеанса обмена, если передается большой блок данных.
8. После завершенияобработки подпрограмма восстанавливает содержимое в регистрах, которое былосохранено в стеке в самом начале выполнения подпрограммы (Приложение рис.2 (б)),и только после этого выполняет последнюю команду — команду возврата изпрерывания.
9. Выполнение командывозврата из прерывания сводится к восстановление из стека слова состоянияпрограммы PSW и счетчика команд. В результатесостояние регистров процессора полностью восстанавливается в том виде, какимоно было в момент обнаружения прерывания.
Обращаю ваше внимание нато, что очень важно перед началом обработки прерывания сохранить всю информацию,необходимую для продолжения выполнения прерванной программы. Прерывание можетвозникнуть в любой момент, и подпрограмме обработки прерывания абсолютнонеизвестно, какую именно программу она прервала, какие регистры процессора этапрограмма использовала, а какие нет. Надежное функционирование вычислительнойсистемы, имеющей дело с прерываниями, может быть гарантировано только, еслиаппаратными и программными средствами предусмотрено полное сохранение состояниясистемы в момент прерывания и последуют — его восстановление.
/>/>
Проектированиемеханизма обработки прерываний
При проектированиимеханизма обработки прерываний в конкретной вычислительной системе нужно решитьдва важных вопроса: как передать процессору информацию об источнике прерыванияи как должен поступить процессор в случае, если одновременно возникаютпрерывания от нескольких источников.
Сначала рассмотримпроблему идентификации источника прерывания, в практике проектированиякомпьютерных систем применяется четыре варианта решения:
• включение в составсистемной магистрали нескольких линий передачи сигналов прерывания;
• программный опрос;
• последовательноевключение источников в цепь распространения сигнала предоставления прерывания(аппаратный опрос);
• арбитраж магистрали.
Естественно, самыйпростой подход — предоставить каждому потенциальному источнику отдельную линиюпередачи сигнала запроса прерывания. Но практически удается выделить для этойцели всего несколько линий, хотя потому что количество контактов микросхемыпроцессора ограничено. Следовательно, в чистом виде этот подход можнореализовать только в специализированных компьютерах с заранее заданным составоммодулей ввода-вывода. Иногда поступают по-другому — разделяют потенциальныеисточники прерывай на ограниченное число групп, каждой из которыхпредоставляется своя линия распространения сигналов запроса прерываний. Новнутри группы в таком случае должен быть использован один из трех оставшихсяподходов.
Один из таких подходовпредполагает программный опрос источников — модулей ввода-вывода — приполучении процессором сигнала запроса прерывания. Опрос выполняется в самомначале выполнения подпрограммы обработки прерывания, сразу же за сохранениемсостояния регистров процессор стеке. Для того чтобы такой опрос был возможен, всоставе системной магистрали должна быть предусмотрена отдельная линия дляпередачи сигнала опроса (линия TESTI/0),а в наборе команд процессора — соответствующая команда, аргументом которойявляется адрес модуля ввода-вывода. При выполнении этой команды процессорформирует сигнал опроса на линии TESTI/O, сопровождая его кодом адреса модуляввода-вывода на линиях адреса. Если опрашиваемый модуль действительно былисточником прерывания, он выставляет сигнал подтверждения, который фиксируетсяв одном из битов слова состояния PSW.Следующая команда условного перехода анализирует этот бит и выполняет переходна ветвь обработки данного прерывания. Опрашивая по очереди все потенциальныеисточники прерывания, программа может таким образом найти, какой из них былинициатором данного прерывания. Другой вариант реализации этой идеи состоит втом, что в регистре состояния каждого модуля ввода-вывода предусматриваетсяспециальный бит, который устанавливается аппаратно, если данный модульформирует сигнал прерывания. Опрашивая по очереди регистры состояния модулей,программа может выяснить, какой же из них послал сигнал запроса прерывания, иперейти на соответствующую ветвь. Недостаток метода программного опроса тот же,что и программно управляемого ввода-вывода, — процессор теряет время на опросвсех потенциальных источников прерываний.
Альтернативойпрограммному опросу является аппаратный опрос, который реализуетсяпоследовательным включением источников в цепь распространения сигналапредоставления прерывания. При такой организации образуется цепочка источников— daisychain, — в которой каждое звено (модульввода-вывода) пропускает дальше сформированный процессором сигналпредоставления прерывания, если сам он источником прерывания не является. Еслиже модуль ранее сформировал сигнал запроса прерывания, то, получив сигналпредоставления, он дальше его не пропускает, а выставляет собственный векторпрерывания — специфичный именно для данного устройства код — на линии данныхмагистрали. В результате процессор, опросив линии данных через некоторое времяпосле формирования сигнала предоставления прерывания, получит информацию о том,кто же именно « осмелился его побеспокоить». Как правило, векторпрерывания содержит адрес подпрограммы обработки данного прерывания, но иногдаэто может быть просто уникальный идентификатор модуля. В любом случаеполученный вектор прерывания несет процессору или программе информацию,достаточную для того, чтобы однозначно распознать источник прерывания, исоответственно на него реагировать. Прерывания, сопровождаемые передачей в томили ином виде уникального кода, идентифицирующего источник прерывания, принятоназывать векторными (vectoredinterrupt).
Существует и другойвариант реализации идеи векторного прерывания — с помощью арбитра магистрали. Вэтом случае прежде чем сформировать сигнал запроса прерывания, модульввода-вывода стремится захватить управление магистралью — стать задатчиком.Механизм арбитража магистрали, предоставляющий право стать задатчиком одному изконкурентов, если их окажется несколько. В его основе лежит та же идеяпоследовательного соединения претендентов в цепочку. Получив от арбитрамагистрали право быть задатчиком, модуль выставляет сигнал запроса прерывания ив ответ на сигнал предоставления прерывания от процессора выставляет кодсобственного вектора прерывания на линии данных.
Описанные выше методы нетолько позволяют выяснить, какой же из модулей ввода-вывода является«возмутителем спокойствия», но и ранжировать их по приоритету вслучае, если несколько модулей одновременно попытаются вызвать прерывание. Еслив вычислительной системе используется несколько линий запроса прерывания, токаждая из них может иметь свой приоритет, и в аппаратуре процессорапредусматривается, что предпочтение будет отдано источнику прерывания,подключенному к линии с более высоким приоритетом. При программном опросеприоритет источников закладывается в последовательность опроса потенциальныхисточников — те из них, которые имеют более высокий приоритет, опрашиваютсяраньше менее привилегированных. Программный подход фактически перекладываетответственность за назначение приоритетов на плечи системного программиста.Если используется метод аппаратного опроса источников, то приоритет зависит отместа каждого из них в цепочке распространения сигнала предоставленияпрерывания — чем ближе модуль к процессору (который в данном случае является«боссом»), тем выше его приоритет (в компьютерном мире многое устроенотак же, как у людей). Об обсуждения концепций организации ввода-вывода перейдемк рассмотрению двух конкретных примеров.
/>/>
Контроллерпрерываний Intel82C59A
Микропроцессор Intel 80386 поддерживает работу с однойлинией запроса прерывания (INTR)и одной линией сигнала предоставления прерывания (INTA). Для того чтобы процессор Intel 80386 мог обслуживать множество внешних устройств, кнему подключается внешний контроллер прерываний Intel 82C59A, к которому, в свою очередь,подключаются модули управления внешними устройствами. Контролер Intel 82С59А в данном случае играет рольарбитра прерываний.
В Приложении рис.3представленасхема подключения множества модулей ввода-вывода к процессору Intel 803S6 через контроллер прерываний Intel 82С59А Отдельный контроллер Intel 82C59A может обслуживать до восьми модулейввода-вывода. Если в компьютере предполагается использовать более восьмимодулей, контроллеры включаются по каскадной схеме и в результате могутобслуживать до 64 модулей.
Единственная задачаконтроллера Intel 82C59A — обслуживаниепрерываний. Он получает сигналы запроса прерываний от подключенных модулейввода-вывода, анализирует, какое из устройств, одновременно приславших запрос.имеет наивысший приоритет, и передает сигнал запроса прерывания на линию INTR, подключенную непосредственно кпроцессору. Процессор отвечает сигналом предоставления прерывания на линии INTA. В ответ контроллер помещает векторсоответствующего прерывания на линии данных. После этого процессор начинаетвыполнять процедуру обработки прерывания и работает напрямую с модулямиввода-вывода — считывает или передает данные.
Режим работы контроллера Intel 82C59A, а именно схеманазначения приоритетов, программируется процессором. Существуют три вариантарежима назначения приоритетов.
• Вложенный (fullynested). Приоритет запроса определяется тем, к какому контактуконтроллера подключен сигнал. Тот из них, который подключен ко входу IRO, имеет приоритет 0, а подключенныйко входу IR7 — приоритет 7.
• Циклический (rotating). В некоторых приложениях нескольким внешним устройствам(группе) назначается один и тот же приоритет. В этом режиме после получениясигнала предоставления прерывания модуль, инициировавший прерывание, получаетсамый низкий приоритет в группе.
• Маскируемый (specialmask). В этом режиме процессор может заблокировать прерыванияот выбранных устройств, передав специальный код маски.
/>/>
Программируемыйконтроллер интерфейса Intel82C55A
Программируемыйконтроллер интерфейса Intel82C55A может служить прекрасным примером модуля, используемого какв режиме программируемого ввода-вывода, так и в режиме ввода-вывода попрерыванию. Модуль выполнен в виде БИС в корпусе с 40 выводами и предназначендля работы с микропроцессором Intel80386. В Приложении рис.4 представлена блок-схема контроллера и назначениевыводов.
Внешнее устройствоподключается к контроллеру через 24 линии связи, показанные на схеме справа.Сигналы на этих линиях определяются состоянием внутренних регистровконтроллера, которые программируются процессором Intel 80386. Процессор может задавать через регистрыуправления разные режимы работы контроллера. 24 выходных линии разбиты на тригруппы по 8 линий в каждой — группы А, В и С. Каждая группа можетфункционировать как отдельный 8-разрядный порт ввода-вывода. Кроме того, группаС разбита на две подгруппы — СА и СВ, — которые можно использовать в сочетаниис портами А и В соответственно. Если контроллер будет сконфигурирован такимспособом, то подгруппы са и СВсмогут передавать (принимать) сигналы управления и состояния, а порты — сигналыданных на ввод и на вывод.
Слева на схемепредставлены линии интерфейса, по которым контроллер обменивается сигналами спроцессором через системную магистраль. В их числе входят 8 двунаправленныхлиний передачи данных (линии DO-D7), по которым передаются(принимаются) данные в порты ввода-вывода и в регистры управления. Обменданными выполняется, когда установлен сигнал CHIP SELECT и один из сигналов READ или WRITE.Сигнал RESET устанавливает контроллер в исходноесостояние.
Загружая тот или иной кодв регистр управления, процессор способен задавать режим работы контроллера иконфигурацию порта С. В режиме 0 три группы выходных линий контроллера работаюткак три независимых 8-разрядных порта, каждый из которых может бытьсконфигурирован либо как порт ввода, либо как порт вывода. Другой вариантконфигурации — группы линий А и В работают как порты ввода-вывода, а группалиний С делится на две, одна из которых становится группой передачи сигналовуправления, поддерживающих порт А, а другая — порт В. Сигналы управленияпредназначены для выполнения двух основных процедур — обмена сигналами приустановлении связи (процедура «handshaking» — рукопожатие) и формирования сигнала запроса прерывания. В первомслучае реализуется самый простой алгоритм синхронизации. Одна управляющая линияиспользуется для передачи сигнала готовности DATA READY, который означает, что данные выставлены на внешниелинии данных. Другая линия используется для приема сигнала подтверждения ACKNOWLEDGE, который является индикатором того,что выставленные ранее данные считаны и соответствующие сигналы можно сбросить.Еще одна линия предназначена для передачи сигнала запроса прерывания INTERRUPT REQUEST и подключается непосредственно к соответствующейлинии системной магистрали.
Поскольку режим работыконтроллера Intel 82C55A программируетсяизвне, его можно настроить на работу с самыми разными несложными внешнимиустройствами. В Приложении рис.5 показано, как с помощью этого контроллераможно реализовать управление клавиатурой и дисплеем видеотерминала. Клавиатурарассматривается как устройство ввода, передающее 8-разрядный код. Два разряда, shift и CONTROL, имеют особое значение для программы обслуживанияклавиатуры, которая выполняется процессором. Однако особая интерпретация этих;разрядов никак не затрагивает контроллер — это не его заботы. Он передает этиразряды дальше на линии данных системной магистрали точно так же, как и шестьостальных. Для синхронизации обмена с клавиатурой выделены две сигнальных линии— DATA READY И ACKNOWLEDGE.
Дисплей также подключен кконтроллеру через 8-разрядный порт данных. Набор управляющих линий включает,помимо DATA READY и ACKNOWLEDGE, еще две дополнительных.
/>Заключение
Приоритет ВУ в микроЭВМ спрограммным опросом готовности внешнего устройства однозначно определяетсяпорядком их опроса в подпрограмме обработки прерываний. Чем раньше вподпрограмме опрашивается готовность ВУ, тем меньше время реакции на его запроси выше приоритет. Необходимость проверки готовности всех внешних устройствсущественно увеличивает время обслуживания тех ВУ, которые опрашиваютсяпоследними. Это является основным недостатком рассматриваемого способаорганизации прерываний. Поэтому обслуживание прерываний с опросом готовности ВУиспользуется только в тех случаях, когда отсутствуют жесткие требования навремя обработки сигналов прерывания внешних устройств. Организация системыпрерываний в микроЭВМ с использованием векторов прерываний позволяет устранитьуказанный недостаток. При такой организации системы прерываний ВУ, запросившееобслуживания, само идентифицирует себя с помощью вектора прерывания — адресаячейки основной памяти микроЭВМ, в которой хранится либо первая командаподпрограммы обслуживания прерывания данного ВУ, либо адрес начала такойподпрограммы. Таким образом, процессор, получив вектор прерывания, сразупереключается на выполнение требуемой подпрограммы обработки прерывания. ВмикроЭВМ с векторной системой прерывания каждое ВУ должно иметь собственнуюподпрограмму обработки прерывания.
Различают векторныесистемы с интерфейсным и внеинтерфейсным вектором. В первом случае векторпрерывания формирует контроллер ВУ, запросившего обслуживания, во втором — контроллер прерываний, общий для всех устройств, работающих в режиме прерываний(IBM-совместимые персональные компьютеры).
Аппаратный опросготовности ВУ производится гораздо быстрее, нежели программный. Но еслиобслуживания запросили одновременно два или более ВУ, обслуживание менееприоритетных ВУ будет отложено на время обслуживания более приоритетных, как ив системе прерывания с программным опросом. Рассмотренная векторная системапрерываний практически полностью соответствует системе прерываний,реализованной в микроЭВМ «Электроника-60». Восьмиразрядный векторпрерывания в «Электронике-60» указывает одну из ячеек памяти садресами от 0 до (376)8, в которой размещается адрес начала подпрограммыобработки прерывания.
В следующей за указаннойвектором прерывания ячейке памяти хранится новое содержимое регистра состоянияпроцессора, загружаемое в него при переключении на подпрограмму обработкипрерывания. Один из бит нового содержимого регистра состояния процессоразапрещает или разрешает прерывания от других ВУ, что позволяет ВУ с болеевысоким приоритетом прерывать подпрограммы обслуживания ВУ с меньшимприоритетом и наоборот. Векторная система с внеинтерфейсным вектором прерыванияиспользуется в IBM-совместимых персональных компьютерах. В этих компьютерахконтроллеры внешних устройств не имеют регистров для хранения векторовпрерывания, а для идентификации устройств, запросивших обслуживания,используется общий для всех ВУ контроллер прерываний
/>Приложение
Алгоритм обработкипрерывания.
/>
Изменениесостояния памяти и регистров процессора в процессе обработки прерывания: а — вход в подпрограммуобработки прерывания; б — завершение подпрограммы обработки прерывания.
/>
Схемаподключения контроллеров прерываний INTEL 82C59A к микропроцессору INTEL 80386
/>
Программируемыйконтроллер интерфейса INTEL82C55A: а)блок-схема; б) назначение выводов микросхем.
/>
Подключениеклавиатуры и дисплея контроллеру интерфейса INTEL 82C55A.
/>
/>Список литературы
1. Духнич Е.И.,Андреев А.Е., Организация вычислительных машин и систем: Учебн. пособие/ВолгГТУ,Волгоград, 2003.-80с.
2. Луценко Е.В.«Вычислительные машины» — Краснодар. 2000.
3. Тертышный В.Т.«История персонального компьютера» — М. 2002.
4. Уильям Столлингс«Структурная организация и архитектура компьютерных систем». — М 2002г.
5. www.intuit.ru – “ИнтернетУниверситет”, портал дистанционного образования.