中断方式

6.3中断方式

♦查询方式的主要缺点：CPU效率低；响应慢

♦中断方式的引入：提高CPU效率；实时响应

6.3.2中断概念

一、中断和中断源

主程序事件请求

响应中断： CPU中止正在执行的（断点）事件主程序，转去处理中

处理断事件，之后返回继

返回续执行主程序。

继续执行

主程序（中断服务程序、断点）

中断源：引起中断的事件（内部错误、外设请求、时钟等）。

♦外部中断源——外部中断

♦内部中断源——内部中断

(软中断)

二、中断的一般过程

以外部中断为例：

①中断请求：外设 CPU

②中断响应： CPU 外设

♦中断确认主程序①中断请求

♦断点保护

♦中断源识别②中断响应

③中断处理：中断服务程序ISR③

④中断返回：断点中断

♦断点恢复处理

♦返回

④中断返回

三、实现中断的软硬件技术

1．中断请求信号的有效性

⑴电平类中断请求信号：

♦中断请求信号应保持至CPU发现；

♦CPU响应后，应及时撤除中断请求信号。

⑵边沿类中断请求信号：

♦中断请求信号的锁存和撤消

2．中断响应的条件

可屏蔽外部中断：

♦一条指令执行结束（CPU在每条指令的最后一个时钟周期检测中断请求）特殊指令：STI、IRET

前缀指令，如： REP MOVSB

♦CPU允许中断（开中断）；

♦无更紧迫的事务，如：复位、DMA、更高级中断等。

3．中断源识别：

⑴、软件查询法

CPU

⑵、中断向量法：中断源中断向量码 ISR入口地址CS:IP

4．断点保护及恢复

断点信息——断点地址、断点状态

♦断点保护： PSW、CS、IP压栈（CPU硬件自动完成）

其它寄存器(AX、BX … )压栈（ISR完成）

♦断点恢复： IP、CS、PSW弹栈（CPU硬件自动完成）

其它寄存器(AX、BX … )弹栈（ISR完成）

5、中断优先级

当系统中有多个中断源时，需要安排中断优先级。

中断优先级控制应解决2种情况：

1)不同优先级的中断源同时提出中断请求

2)CPU正在进行中断服务时，更高优先级的中断源提出中断请求

情况2）有两种处理方法：

（不允许中断）（允许高优先级中断）

♦中断优先级控制的实现

软件查询

优先级串行排队（链式）电路

硬件控制优先级并行排队（编码比较）电路

中断控制器

5．中断嵌套

当高优先级中断可以中断低优先级中断时会产生中断嵌套或称多级中断、多重中断。

主程序 INT3 INT2 INT1 ( INT1>INT2>INT3 )

多级中断嵌套：

嵌套层数：

·直接限制

·堆栈空间限制♦多级中断和单级中断

四、中断接口的基本组成

♦工作标志 BS ；就绪标志 RD ；中断允许 EI；

♦中断请求 IR ；中断屏蔽 IM

微机系统的中断接口基本模型

五、中断的应用：

中断技术使CPU与外设并行工作，解决了快速CPU与中、慢速外设速度不匹配的矛盾，提高了CPU的工作效率。

除此之外，中断技术在实现实时处理、分时操作、故障处理、多机连接、人机联系等方面均有广泛的应用。

中断技术是计算机结构和应用的关键技术之一。

6.3.28088（86）中断系统

●中断向量法

●256个中断源，每个中断源用一个8bit编码标识，称为中断向量码（号）

一、中断类型

1、内部中断

⑴、除法错误

⑵、溢出中断( INTO )

⑶、单步中断( TF=1 )

⑷、断点中断( INT 3 )

⑸、软中断

✧CPU内部错误或中断指令

2、外部中断

⑴、NMI 非屏蔽中断

⑵、INTR 可屏蔽中断

✧用于电源错、内存或总线错等

二、中断响应过程

1、内部中断和NMI

2、INTR

✧中断响应过程由CPU硬件自动完成

✧优先级

三、中断向量表

中断向量码 n

中断服务程序入口地址、中断向量（ CS:IP）

中断向量表

中断向量表地址4n

✧

中断源中断向量码n 中断向量表地址4n 中断向量CS:IP 一一对应×4 读表内容（CPU、pc厂家）CPU硬件自动完成

例：软中断INT 4AH 的执行过程