第6章中断系统控制器技术概要.doc

第6章中断系统控制器技术 引入：中断，是指CPU在执行正常程序时，为办理一些紧急发生的状况，临时中 止当前途序，转而对该紧急事件进行办理，并在办理完后返回正常程序的过程。 本章知识重点 1、☆中断原理与中断结构 2、中断响应与中断办理 3、☆中断控制器技术 6.1中断原理与中断结构 非料想事件 非料想事件是指事件发生的时间没法预知，即中断源何时产生中断不确立，是随机的。 中断源产生中断的随机性，使中断服务程序的执行也拥有随机性，即何时执行中断服务程序不是在程序中安排好的。 中断系统 中断系统是微机中实现中断功能的各种软、硬件的总称 中断系一致般包含CPU内部相应的中断逻辑、接口中的中断控制电路及各种中断服务子程序 一、中断系统相关看法 1、中断源：引起中断的原由，或可以发出中断央求信号的外设 2、中断种类号：办理器对各种中断的中断源进行的一致编号N，N的取值范围是0～ 255 外面中断可障蔽中断（INTR） （硬件中断）不行障蔽中断（NMI） 中断分类 内部中断执行指令所引起的 （软件中断） 3、中断向量：中断向量即中断服务子程序的进口地址，也就是中断服务子程序的 -1- 第一条指令的地址在储存器中的存放地址 4、中断向量表：中断向量构成的表格，位于储存器的最低地址单元 5、中断优先级：在系统中多其中断源可能同时提出中断央求时，需要按中断的轻 重缓急给每其中断源指定一个优先级别 6、断点:是指CPU执行的 现行程序被中断时的 下一条指令的地址， CPU在执行此指令 又称断点地址，如图 movax,0 时，某中断源发申请 6-2所示 1000：150H addax,dx CPU在执行完该指令 7、中断现场:是指CPU转 mov[di],ax 后，转去执行中断子程 . 去执行中断服务程序 地址1000：150H为断点 . 前的运转状态，包含 pushax CPU内部各存放器、断 点地址等。图6-1断点看法 8、中断嵌套：当CPU正在 进行某一级别中断源的中断办理时，如有更高级其余新中断源发出央求，且新 中断源满足响应条件，则CPU应中断当前的中断服务程序，保护此程序的断点和现场，转而响应高级中断。这类多级（重）中断的办理方式称为“嵌套”。 CPU执行流程 中断服务程序1 非料想事件1 中断服务程序2 非料想事件2图6-2中断嵌套过程表示图 中断嵌套一定具备的几个条件 正处于响应状态的中断服务程序中，应开放总中断（IF地址1） 新中断应拥有比原中断有高的优先级；同级或初级均不可以嵌套 为保护各级中断服务程序的数据不被破坏，所有服务程序中均应有保护现场、 恢复现场的指令 -2- 每其中断服务程序末端一定有IRET指令以示结束，从而返回被中断的程序地址 处 9、中断障蔽：在某些状况下，CPU可能不对中断央求信号作出响应或办理，这就是 中断障蔽。 10、障蔽状况 中断障蔽标记IF 接口电路中的中断障蔽存放器 系统在办理优先级别较高的中断央求时，不会理睬此后的级别较低的中断央求。 中断办理过程 中断检测 CPU内部硬件自动达成 中断响应 CPU内部硬件自动达成 中断服务 中断服务是依据用户自行编制的指令次序达成各项操作的。 二、中断传递方式 （1）为何要采纳中断传递方式 从盘问式的传输过程可以看出，它的长处是硬件开支小，使用起来比较简单。 但在此方式下，CPU要不停地盘问外设的状态，当外设未准备好时，CPU就只好循环 等候，不可以执行其余程序，这样就浪费了CPU的大批时间，降低了主机的利用率。 为认识决这个矛盾，我们提出了中断传递方式：即当CPU进行主程序操作时， 外设的数据已存入输入端口的数据存放器；或端口的数据输出存放器已空，由外设 经过接口电路向CPU发出中断央求信号， CPU在满足必定的条件下，暂停执行当前 正在执行的主程序，转入执行相应可以进 行输入/输出操作的子程序，待输入/输出 操作执行达成以后CPU即返回连续执行原 来被中断的主程序。这样CPU就防范了把 大批时间耗费在等候、盘问状态信号的操 作上，使其工作效率得以大大地提升。能  图6-3中断方式原理图 -3- 够向CPU发出中断央求的设备或事件称为中断源。 微机系统引入中断体系后，使CPU与外设（甚至多个外设）处于并行工作状态， 便于实现信息的及时办理和系统的故障办理。 （2）中断方式下的接口电路 中断方式提升了CPU的工作效率，但是它同时也提升了系统的硬件开支。因为 系统需增添含有中断功能接口电路，用来产生中断央求信号。以输入方式为例，接 口电路如图6-4所示。 图6-4中断方式下的接口电路 数据输入的过程：当外设发STB→数据入锁存器，中断央求触发器置1→若没有 障蔽则产生INTR→CPU满足条件（同意中断；指令执行完）发INTA→（进入中断 服务子程序）读数据，