第9章 中断与中断管理ppt.ppt

* * 第9章 中断与中断管理 9-1 中断原理 9-2 中断系统组成及其功能 9-3 中断源识别及中断优先权 9-4 8086中断系统 9-5 8086CPU的中断管理 9-6 可编程中断控制器8279A简介 9-1 中断原理 中断是为了解决高速CPU与慢速外设之间的矛盾而引出的一个概念。 从无条件传送、条件传送到中断传送 无条件传送特点：无需条件，CPU直接与外设数据传送。 条件传送特点：CPU主动查询外设状态，传输条件具备后，才数据传送。 中断传送特点：外设主动向CPU发出请求，CPU与之进行数据传送。  引入条件传送根本原因是：CPU与外设工作不同步。 引入中断传送根本原因是：嫌条件传送时，CPU的工作效率低。 中断指CPU暂时中止正在执行的主程序，转去执行请求中断的那个外设的中断服务程序，处理完后，又返回主程序的过程。 何谓中断？ 某人看书 电话铃响 暂停看书 书中作记号 电话谈话 继续看书 执行主程序 中断信号INTR 暂停执行主程序 当前CS:IP入栈 执行I/O程序 返回主程序 日常事务 中断请求 中断响应 保护断点 中断服务 中断返回 日常事务程序 中断服务程序 INTR CPU 外设 中断传送方式: 可以解决CPU与外设之间速度匹配的问题, 使计算机可以及时处理系统中许多随机的参数和信息。 提高了计算机处理故障与应变的能力。 9-2 中断系统组成及其功能 为实现中断功能而设置的各种硬件和软件的集合，称为中断系统。 一、与中断有关的触发器 中断请求触发器 其输出可作为中断请求信号，在满足一定条件的情况下把信号发送给CPU，且在CPU未响应时能一直保持。 当CPU满足一定条件下响应该中断请求信号，执行相关操作后，能撤消该中断请求信号。 中断系统通常包含3个重要触发器。 D Q CLK /RD +5V 中断请求 外设读、写操作 状态线 中断请求信号产生电路 其作用就是产生中断请求信号给CPU。 能够发出中断请求信号的外设称为中断源。 外设：如键盘、打印机等 数据通道：如磁盘、磁带机 时钟电路：如8253 故障源：如掉电，需保存信息 调试程序时设置的中断源：如断点、单步 中断请求触发器 中断屏蔽触发器 与 门 状态线 中断请求信号 中断屏蔽触发器 其功能是决定中断请求触发器的输出信号是否可以作为中断请求信号向CPU发送。 通常CPU可以对中断屏蔽触发器进行操作，从而达到对中断源的控制，如： CPU不准备响应某个外设中断，可将中断屏蔽触发器复位，不让该外设的中断请求触发器的输出信号通过与门。此操作称之为中断屏蔽。 CPU将中断屏蔽触发器置1，则准备响应该外设中断。 中断允许触发器 中断允许触发器位于CPU内部，其功能类似于中断屏蔽触发器。 8086CPU的中断允许标志位IF就是一个中断允许触发器。 IF=1，允许CPU响应中断（CPU开中） IF=0，禁止CPU响应中断（CPU关中） 8086CPU设置了两种类型硬件中断： 可屏蔽中断：受中断允许触发器控制，只有IF=1，CPU才响应中断请求信号。 不可屏蔽中断：不受中断允许触发器控制，有中断请求信号，CPU必须响应。 二、中断条件 中断屏蔽触发器处于非屏蔽状态，使外设的中断请求信号能发给CPU。 中断允许触发器处于开中状态， 使CPU允许响应中断。此触发器状态可由STI（IF=1）和CLI（IF=0）指令来改变。 中断请求要获得CPU响应，必须满足两个条件： 三、中断响应过程 中断源进行中断申请 外设置中断请求触发器有效，在CPU未响应时能一直保持。 并且中断屏蔽触发器处于非屏蔽状态。 中断响应 无总线请求。 CPU开中。 CPU执行完现行指令。 CPU响应中断后，首先自动完成3项工作： 自动关中断。 自动保护断点，即将CS:IP及FR的内容压栈。 自动给出中断入口，即将中断服务程序的入口地址装入CS:IP，转入相应的中断服务程序执行。 中断处理 可见，一旦CPU响应中断后，会立刻转入中断服务程序之中，而中断服务程序中所要完成的工作通常是： 保护现场 开中断 中断服务 关中断 恢复现场 开中断返回 中断入口 9-3 中断源识别及中断优先权 一个微机系统往往有多个外设，当CPU响应外设中断请求后，必须识别出是哪一台外设请求中断。然后再转入对应于该外设的中断服务程序。 常用的中断源识别方法有：查询中断和矢量中断。 一、中断源识别 查询中断 需设置中断查询接口电路，利用程序来查询设备的请求中断状态。 如图：