计算机组成原理第八章 第3讲 程序中断方式

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-多级中断可分为一维多级中断和二维多级中断 一维多级中断:每一级中断中有一个中断源。 二维多级中断:每一级中断中有多个中断源
-说明:
• 中断响应时,确定哪一级中断和中断源采用硬件实现。采 用了独立请求方式和链式查询方式相结合的方式。多级中 断可以嵌套,但同一级的中断不允许嵌套
• 使用多级堆栈保存现场(包括IM) • 一个系统有n级中断,则CPU中有n个IR,n个IM,某级中
8.3.2程序中断方式的基本I/O接口
数据缓冲寄存器 BS外设接口忙(BuSy)标志 RD外设准备就绪(ReaDy)标志 EI(Enable Interrupt中断允许触发器) IR(Interrupt Request)中断请求触发器 IM(Interrupt Mask)中断屏蔽触发器
• IR1,IR2,IR3为中断请求信号 • IS1,IS2,IS3为中断选中信号 • INTI为中断排队输入 • INTO为中断排队输出
中断源识别之后获取中断向量
• 当CPU响应中断时,由硬件直接产生一个固定的地 址(即向量地址)
• 由向量地址指出每个中断源设备的中断服务程序入口, 这种方法通常称为向量中断。
(3)每一级的IM能否对某个优先级的个别设备 单独进行屏蔽?如果不能,采取什么办法可 达到目的?
答:不能,因为共用IM。 通过设置允许中断触发器为0,禁止该设备发
出中断,对其屏蔽。
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(4)假如设备C一提出中断请求,CPU立即进 行响应,如何调整才能满足此要求?
答:增加更高一级(第3级)的中断请求逻 辑,将C单独放置于第3级中。
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8.3.4多级中断
概念:多级中断系统是指计算机系统中有相当多 的中断源,根据各中断事件的轻重缓急程度不 同而分成若干级别,每一中断级分配给一个优 先权。
多级指的是优先权级别有多个 每级有一个中断优先权 优先权高的中断级别级可以打断低的级别
• 如图8.9示
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8.3.4多级中断
硬件 实现
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软件 实现
可再接 中断
8.3.1中断的概念、功能
中断处理过程注意几个问题:
响应中断时机:外界中断请求是随机的,但 CPU只有在当前指令执行完毕后,才转至公操 作
断点保护问题(PC,寄存器内容和状态的保 存)
中断屏蔽:开中断和关中断问题。 中断是由软硬件结合起来实现的
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断被响应后,则关闭本级和低于本级的IM,开放更高级的 IM。
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8.3.4多级中断
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8.3.4多级中断
• 多级中断源的识别
中断优先排队电路 中断向量产生电路
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举例
例1、参见图8.9所示的二维中断系统。请 问: (1)在中断情况下,CPU和设备的优先 级如何考虑?请按降序排列各设备的中断优 先级。
1)实现主机和外设的并行工作; 2)处理故障; 3)实现多道程序的分时操作; 4)实时控制; 5)实现人机联系; 6)实现多机通信。
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8.3.1中断的概念、功能
中断源:能够向CPU发出中断请求的事件。 常见中断源有:
输入、输出设备中断。如键盘、打印机等工作过程中已做好 接收或发送准备。
8.3.3单级中断
所有中断源属于同一级,离CPU越近,优 先级越高。
要点:在执行某个中断请求பைடு நூலகம்过程中,不 允许其他中断源再打断中断服务程序。即 使其优先级别更高。
单级中断示意图8.7类似于第六章的链式查 询方式。
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8.3.3单级中断
中断响应:
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8.3.3单级中断
中断源的识别:串行排队链法(菊花链查询方式)
数据通道中断。如磁盘、磁带等要同主机进行数据交换等。 实时时钟中断。 故障中断。例如电源掉电、设备故障等要求CPU进行紧急处
理等。 系统中断。如运算过程出现溢出、数据格式非法,数据传送
过程出现校验错,控制器遇到非法指令等等。 为了调试程序而设置的中断。
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8.3.1中断的概念、功能
不再接 中断
中断系统是计算机实现中断功能的软硬件 总称。一般在CPU中设置中断机构,在外 设接口中设置中断控制器,在软件上设置 相应的中断服务程序。
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8.3.1中断的概念、功能
中断适合于处理随机出现的事务 主程序只在设备就绪时才与之交互数据
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8.3.1中断的概念、功能
中断系统的功能包括:
程序中断方式
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8.3 程序中断方式
8.3.1中断的概念、功能 8.3.2程序中断方式的基本接口 8.3.3单级中断 8.3.4多级中断 8.3.5Pentium中断机制
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8.3.1中断的概念、功能
中断(Interrupt)是指CPU暂时中止现 行程序,转去处理随机发生的紧急事件, 处理完后自动返回原程序的功能和技术。
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8.3.2程序中断方式的基本接口
⑨表①示表中示断④⑤⑦由服⑥表表表程务表示示示序程(示当允如启序②③1在设许果动0通表表一备中)“外过示示条动断表⑧中设输接数指作标示表断,入口据令结志C示屏将P指向 由执束E转蔽该UI令外外为行或发向”外把设设“末缓出该标设接发传1尾冲控设志接”口出送C寄制备I口时PM中启到存信U的,为数动接器检号中“接“据信口数查C断忙口0缓号的将据中”服向冲;缓接填断时务标C寄冲口满请P,程志存寄中U时求C序B发器存的P,线S入U出置的器B设,口在S中“数;备和;一断1据向R”条请读D接,指求标至口“令信志C送准执P号复出U备行;位中一就结。的绪束寄”存标器志;RD 控后将制受中信理断号外请,设求将的线数中的据断请“请求准求信备,号就向接绪外收”设到标精发品“志出课件中R响D断应置请中“求断1””信标;号志并IR关;闭中断;
答:在中断情况下,CPU的优先级最低。 各设备的优先次序是: A→B→C→D→E→F→G→H→I→CPU。
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(2)若CPU现执行设备B的中断服务程序,IM2, IM1,IM0的状态是什么?如果CPU执行设 备D的中断服务程序,IM2,IM1,IM0的 状态又是什么?
答:当前执行B的中断: IM2,IM1,IM0为111 当前执行D的中断: IM2,IM1,IM0为01精品1课件
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