《微机原理》8086与PC(22)PPT课件
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特殊中断结束方式：在特殊全嵌套方式下，EOI命令
指定一个确切的被复位的ISR位，即指定结束的中断 请求的中断级
系统总线的连接方式
缓冲方式
非缓冲方式
中断请求的引入方式
边沿触发、电平触发、中断查询
单片8259A中断系统的硬件连接
8259A
双 片 中 断 系 统 的 硬 件 连 接
三、DMA传送
中断传送方式的缺点：
特殊屏蔽方式：在高级中断服务程序执行过程中，允
许临时开放对低优先级中断源的服务
8259A的工作方式（续）
中断结束方式
中断自动结束方式：ISR中在响应时自动置1的位在进
入中断服务程序后自动清0
一般中断结束方式：在全嵌套方式下，EOI命令中不
指定结束的中断级，约定结束ISR中的最高优先级中 断，对应位将被复位
中断向量表的构成
中断向量表：把所有中断源的中断向量集中在
一起，形成中断向量表
8086在内存中地址为00000H～003FFH的 存储区内建立中断向量表,共存放256个中断向 量，每个向量占4个字节，IP在低地址单元、 CS在高地址单元
此表的查询索引为中断类型号
中断类型号及其获取
中断类型号：系统分配给每个中断源的代
DMAC的初始化：
尽管CPU不参与DMA过程，但DMAC的初始化由
DMA传送流程
返回
DMA连接示意图
DMA传送过程（1）
外设向DMAC发出 DMA请求信号DREQ
DMAC允许 外设请求？
Yes DMAC向CPU发出 总线请求信号HOLD
申请占用总线
进入保持状态，CPU 放弃总线控制权
（2）每一级中断都可以屏蔽或允许。 （3）在中断响应周期，8259A可提供相应的
中断向量（中断类型号），从而能迅速地转至 中断服务程序。 （4）8259A有几种工作方式，可以通过编程 来进行选择。
8259A内部逻辑框图
8259A的工作方式
优先级嵌套循环方式
全嵌套方式：各中断源优先级固定，高级中断可以中
CPU开放中断：8086CPU中标志寄存器的IF位
必须为‘1’（中断开放），CPU才响应中断， 如果为‘0’（中断关闭），CPU将不响应中断 请求（STI：置IF=1；CLI：清IF=0）
没有发生复位（RESET）、DMA、内部中断和不可 屏蔽中断请求
没有高级可屏蔽中断请求在被CPU服务
1. 中断响应
中断传送与查询方式传送比较，CPU利用率 较高，但中断传送与查询方式一样，是CPU通 过程序执行和转移进行传送的，是一种程序传 送
CPU的中断响应、断点保护、现场寄存器的 保护需要较长的时间，另外程序转移将导致 BIU中的指令队列被清空，因此，中断传送的 速度较慢
为了解决这个矛盾，必须引入一种不依赖于 CPU的、在存储器与外设、外设与外设、存储 器与存储器之间的传送方式：直接存储器访问 方式（Direct Memory Access）
DMA传送方式的特点
不通过CPU：
由DMA控制器(DMAC)控制在存储器与外设、外设 与外设、存储器与存储器之间进行传送，不需要CPU 中转
接管总线控制权：
在DMA传送过程中，CPU将失去对总线的控制权 （CPU引脚对总线呈高阻状态），DMAC将接管总线， 完成传送
DMAC控制传送过程：
DMAC负责传送过程中源和目的地址的修改、传送计 数的修改、传送过程结束条件的判断
INTR可屏蔽中断：外部设备的中断请求（日时钟、 键盘、串口、硬盘、软盘、打印机等）
8086中断优先权次序
除单步中断外的其它内部中断（软件中断） → NMI → INTR → 单步中断
中断向量与中断向量表
中断向量：中断服务程序的人口地址，在
PC平台中，它包括中断服务程序人口的CS： IP，通过中断向量，CPU能转移到中断服 务程序
中断类型号×4（中断向量指针）指向中断向量 表中的对应中断服务程序的入口地址
8086CPU对中断的响应
获取中断类型号 利用中断类型号，查询中断向量表 中断向量装载CS：IP，转向中断服务程序
可屏蔽中断的响应条件
现行指令结束：8086CPU在当前指令的最后一
个机器周期的最后一个T状态采样INTR线，如果 发现中断请求且CPU开放中断，立即进入中断响 应周期
号，CPU利用中断类型号，才能从中断向 量表中获取中断服务程序的人口地址
不同类型的中断源，CPU获取中断号的方 法不同
可屏蔽中断INTR的中断号是在中断响应周期 第二个INTA脉冲期间，由8259A中断控制器 提供
指令中断（INT n）的中断号由指令直接给出
非屏蔽中断、其它内部中断由系统预设
中断向量表的访问
断CPU对低级中断的服务
特殊全嵌套方式：各中断源优先级固定，同级中断可
以实现中断嵌套
优先级自动循环方式：中断源被服务后，其优先级自
动变为最低
优先级特殊循环方式：初始化时最低优先级中断源由
编程决定，中断源被服务后，其优先级自动变为最低
中断屏蔽方式
普通屏蔽方式：优先权较高的中断请求被服务时自动
屏蔽优先权较低的中断请求，即使优先权较低的中断 请求对应的IMR位为0
8086系统扩展
----常用接口芯片
一、8086中断系统
8086的中断类型
内部中断（软件中断）
不能屏蔽，CPU不需要中断响应周期 CPU运行引起的中断：除0中断(0)、溢出中断(4) 调试中断：单步中断(1)、断点中断(3) 指令中断：Int n
外部中断（硬件中断）
NMI非屏蔽中断：不能屏蔽，用于系统核心硬件 的故障（系统掉电、存储器读写错、总线奇偶错）
为I/O设备服务
中断服务程序执行 中断返回(IRET)
断点和FLAGS从 堆栈中弹出(断点恢复)
恢复现场
给中断控制器发中 断结束(EOI)命令
回到中断前运行 的程序继续执行
中断传送流程
返回
8259A芯片
可编程中断控制器8259A主要功能为：
（1）对8个外部中断源进行管理，具有8级优 先权控制，通过级连可扩展至64级优先权控制。
CPU在当前指 令执行后检查到
“中断请求”
中断开放且无 DMA传送
CPU进入中断 响应周期
FLAGS进栈 TEMP=TF
TF=0 关闭中断(IF=0)
保护断点 （CS：IP进栈）
中断向量装载 CS：IP
转向中断 服务程序
2. 中断服务程序与返回
Leabharlann Baidu
开放中断，便于CPU 响应更高级中断(STI)
保护现场(相关 寄存器进栈)
指定一个确切的被复位的ISR位，即指定结束的中断 请求的中断级
系统总线的连接方式
缓冲方式
非缓冲方式
中断请求的引入方式
边沿触发、电平触发、中断查询
单片8259A中断系统的硬件连接
8259A
双 片 中 断 系 统 的 硬 件 连 接
三、DMA传送
中断传送方式的缺点：
特殊屏蔽方式：在高级中断服务程序执行过程中，允
许临时开放对低优先级中断源的服务
8259A的工作方式（续）
中断结束方式
中断自动结束方式：ISR中在响应时自动置1的位在进
入中断服务程序后自动清0
一般中断结束方式：在全嵌套方式下，EOI命令中不
指定结束的中断级，约定结束ISR中的最高优先级中 断，对应位将被复位
中断向量表的构成
中断向量表：把所有中断源的中断向量集中在
一起，形成中断向量表
8086在内存中地址为00000H～003FFH的 存储区内建立中断向量表,共存放256个中断向 量，每个向量占4个字节，IP在低地址单元、 CS在高地址单元
此表的查询索引为中断类型号
中断类型号及其获取
中断类型号：系统分配给每个中断源的代
DMAC的初始化：
尽管CPU不参与DMA过程，但DMAC的初始化由
DMA传送流程
返回
DMA连接示意图
DMA传送过程（1）
外设向DMAC发出 DMA请求信号DREQ
DMAC允许 外设请求？
Yes DMAC向CPU发出 总线请求信号HOLD
申请占用总线
进入保持状态，CPU 放弃总线控制权
（2）每一级中断都可以屏蔽或允许。 （3）在中断响应周期，8259A可提供相应的
中断向量（中断类型号），从而能迅速地转至 中断服务程序。 （4）8259A有几种工作方式，可以通过编程 来进行选择。
8259A内部逻辑框图
8259A的工作方式
优先级嵌套循环方式
全嵌套方式：各中断源优先级固定，高级中断可以中
CPU开放中断：8086CPU中标志寄存器的IF位
必须为‘1’（中断开放），CPU才响应中断， 如果为‘0’（中断关闭），CPU将不响应中断 请求（STI：置IF=1；CLI：清IF=0）
没有发生复位（RESET）、DMA、内部中断和不可 屏蔽中断请求
没有高级可屏蔽中断请求在被CPU服务
1. 中断响应
中断传送与查询方式传送比较，CPU利用率 较高，但中断传送与查询方式一样，是CPU通 过程序执行和转移进行传送的，是一种程序传 送
CPU的中断响应、断点保护、现场寄存器的 保护需要较长的时间，另外程序转移将导致 BIU中的指令队列被清空，因此，中断传送的 速度较慢
为了解决这个矛盾，必须引入一种不依赖于 CPU的、在存储器与外设、外设与外设、存储 器与存储器之间的传送方式：直接存储器访问 方式（Direct Memory Access）
DMA传送方式的特点
不通过CPU：
由DMA控制器(DMAC)控制在存储器与外设、外设 与外设、存储器与存储器之间进行传送，不需要CPU 中转
接管总线控制权：
在DMA传送过程中，CPU将失去对总线的控制权 （CPU引脚对总线呈高阻状态），DMAC将接管总线， 完成传送
DMAC控制传送过程：
DMAC负责传送过程中源和目的地址的修改、传送计 数的修改、传送过程结束条件的判断
INTR可屏蔽中断：外部设备的中断请求（日时钟、 键盘、串口、硬盘、软盘、打印机等）
8086中断优先权次序
除单步中断外的其它内部中断（软件中断） → NMI → INTR → 单步中断
中断向量与中断向量表
中断向量：中断服务程序的人口地址，在
PC平台中，它包括中断服务程序人口的CS： IP，通过中断向量，CPU能转移到中断服 务程序
中断类型号×4（中断向量指针）指向中断向量 表中的对应中断服务程序的入口地址
8086CPU对中断的响应
获取中断类型号 利用中断类型号，查询中断向量表 中断向量装载CS：IP，转向中断服务程序
可屏蔽中断的响应条件
现行指令结束：8086CPU在当前指令的最后一
个机器周期的最后一个T状态采样INTR线，如果 发现中断请求且CPU开放中断，立即进入中断响 应周期
号，CPU利用中断类型号，才能从中断向 量表中获取中断服务程序的人口地址
不同类型的中断源，CPU获取中断号的方 法不同
可屏蔽中断INTR的中断号是在中断响应周期 第二个INTA脉冲期间，由8259A中断控制器 提供
指令中断（INT n）的中断号由指令直接给出
非屏蔽中断、其它内部中断由系统预设
中断向量表的访问
断CPU对低级中断的服务
特殊全嵌套方式：各中断源优先级固定，同级中断可
以实现中断嵌套
优先级自动循环方式：中断源被服务后，其优先级自
动变为最低
优先级特殊循环方式：初始化时最低优先级中断源由
编程决定，中断源被服务后，其优先级自动变为最低
中断屏蔽方式
普通屏蔽方式：优先权较高的中断请求被服务时自动
屏蔽优先权较低的中断请求，即使优先权较低的中断 请求对应的IMR位为0
8086系统扩展
----常用接口芯片
一、8086中断系统
8086的中断类型
内部中断（软件中断）
不能屏蔽，CPU不需要中断响应周期 CPU运行引起的中断：除0中断(0)、溢出中断(4) 调试中断：单步中断(1)、断点中断(3) 指令中断：Int n
外部中断（硬件中断）
NMI非屏蔽中断：不能屏蔽，用于系统核心硬件 的故障（系统掉电、存储器读写错、总线奇偶错）
为I/O设备服务
中断服务程序执行 中断返回(IRET)
断点和FLAGS从 堆栈中弹出(断点恢复)
恢复现场
给中断控制器发中 断结束(EOI)命令
回到中断前运行 的程序继续执行
中断传送流程
返回
8259A芯片
可编程中断控制器8259A主要功能为：
（1）对8个外部中断源进行管理，具有8级优 先权控制，通过级连可扩展至64级优先权控制。
CPU在当前指 令执行后检查到
“中断请求”
中断开放且无 DMA传送
CPU进入中断 响应周期
FLAGS进栈 TEMP=TF
TF=0 关闭中断(IF=0)
保护断点 （CS：IP进栈）
中断向量装载 CS：IP
转向中断 服务程序
2. 中断服务程序与返回
Leabharlann Baidu
开放中断，便于CPU 响应更高级中断(STI)
保护现场(相关 寄存器进栈)