中断原理课件学习培训课件.ppt

1、10.2 10.2 中断原理中断原理计算机原理什么是什么是I/O接口（电路）？接口（电路）？I/O接口的作用？接口的作用？I/O接口的构成？接口的构成？端口寻址方式端口寻址方式I/O控制方式控制方式10.1 I/O接口概述（复习）匹配 信号 速度AB、DBCB、状态信号统一编址独立编址程序控制中断控制DMA计算机原理10.2 中断传送方式分组讨论对中断控制的了解内容分组讨论对中断控制的了解内容中断控制原理中断控制原理计算机原理睡觉过程中最不喜欢什么？计算机原理10.2 中断传送方式断点断点主程序主程序中断服务程序中断服务程序中断请求中断请求对外设对外设进行处理进行处理继续执行继续执行返回断点返

2、回断点nCPU在执行程序中，在执行程序中，被内部或外部的事件被内部或外部的事件所打断，转去执行一所打断，转去执行一段预先安排好的中断段预先安排好的中断服务程序；服务结束服务程序；服务结束后，又返回原来的断后，又返回原来的断点，继续执行原来的点，继续执行原来的程序程序计算机原理被打扰后的响应过程计算机原理中断过程n中断请求中断请求n中断判优中断判优n中断响应中断响应n中断处理中断处理n中断服务中断服务n中断返回中断返回计算机原理有哪些可能的打扰？计算机原理10.2.1 80 x86中断的类型n外部中断（中断、硬件中断）外部中断（中断、硬件中断）n不可屏蔽中断（不可屏蔽中断（NMI）n可屏蔽中断可

3、屏蔽中断(INTR,IF=1)n内部中断（异常、软中断）内部中断（异常、软中断）n除法错中断（除数为除法错中断（除数为0）n指令中断（指令中断（INT n）n溢出中断（溢出中断（INTO,OF=0）n单步中断单步中断(TF=1)计算机原理中断源的识别中断源的识别10.2.1 80 x86中断的类型问题问题1：系统有多个中断请求，：系统有多个中断请求，CPU如何识别中断源？如何识别中断源？解答：解答：中断向量、中断类型号中断向量、中断类型号计算机原理类型类型0中断入口（除法出错）中断入口（除法出错）类型类型1中断入口（单步中断）中断入口（单步中断）类型类型2中断入口（中断入口（NMI）类型类型3

4、中断入口（断点中断）中断入口（断点中断）类型类型4中断入口（溢出中断）中断入口（溢出中断）类型类型5中断入口中断入口类型类型31中断入口中断入口类型类型32中断入口中断入口类型类型255中断入口中断入口IPCSIPCSIPCS00000400800C01001407C0803FC专专用用中中断断系系统统备备用用供供用用户户使使用用中断向量和中断向量表n中断向量是中断服务程序的中断向量是中断服务程序的入口地址。入口地址。n把系统中所有的中断向量集把系统中所有的中断向量集中起来放到存储器的某一区中起来放到存储器的某一区域内，这个存放中断向量的域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表或中存储区就

5、叫中断向量表或中断服务程序入口地址表。断服务程序入口地址表。n中断向量表的每一个向量的中断向量表的每一个向量的序号就是中断类型号，共序号就是中断类型号，共256256个中断类型。个中断类型。n8038680386有有256256个中断源个中断源向量号为向量号为N的中断向量的的中断向量的物理地址物理地址N4计算机原理中断优先权排队中断优先权排队中断源的识别问题问题2：有多个中断同时请求，：有多个中断同时请求，CPU如何应对？如何应对？解答：解答：中断源判优中断源判优计算机原理中断过程n中断请求中断请求n中断判优中断判优n中断响应中断响应n中断处理中断处理n中断服务中断服务n中断返回中断返回计算机

6、原理中断源的判优n软件软件n硬件硬件 软件查询法软件查询法n简单硬件法简单硬件法-菊花链法菊花链法n专用硬件法专用硬件法-8259A计算机原理10.2.2中断的优先级查询中断的顺序，查询中断的顺序，决定了各种中断源的优先权决定了各种中断源的优先权n软件中断软件中断n除法错中断除法错中断n指令中断指令中断n溢出中断溢出中断n非屏蔽中断非屏蔽中断n可屏蔽中断可屏蔽中断n单步中断单步中断高高低低计算机原理软件查询法If（A）If（B）If（C）NMIN软件中断软件中断INTRTF=1中断响应周期中断响应周期读中断向量号读中断向量号下条指令下条指令现行指令现行指令IF1NNNNYYYYYABC计算机原

7、理软件查询法If（A）If（B）If（C）ABCIf（A）If（B）If（C）ABC计算机原理软件查询法n优点：可用程序的优先级来确定设备的优先优点：可用程序的优先级来确定设备的优先级，节省硬件，不需要有判断和确定优先级级，节省硬件，不需要有判断和确定优先级的硬件排队电路，从而的硬件排队电路，从而节省硬件节省硬件n缺点：由设备发出中断请求到缺点：由设备发出中断请求到cpu转入响应转入响应服务程序入口的时间较长，特别是在中断源服务程序入口的时间较长，特别是在中断源比较多的情况下，有较长的查询程序段，使比较多的情况下，有较长的查询程序段，使转入程序所需要的转入程序所需要的时间较长时间较长计算机原理

8、简单硬件法-菊花链法CPUINTAINTR1 A1B1I/O7I/O接口接口接口接口1 1 1 1 1 1 1 1 0I/O接口接口计算机原理简单硬件法-菊花链法n从硬件的角度决定了他们的优先级，越靠近从硬件的角度决定了他们的优先级，越靠近cpu的接口，优先级越高的接口，优先级越高n优点：节省时间，提高优点：节省时间，提高cpu效率效率n缺点：在中断源较多的情况下，离缺点：在中断源较多的情况下，离cpu越远，越远，越难得到响应。越难得到响应。计算机原理专用硬件法-8259An在微型机中普遍使用一种可编程的中断控制在微型机中普遍使用一种可编程的中断控制器（如器（如Intel 8259A）实现中断

9、优先级的管）实现中断优先级的管理。理。计算机原理中断嵌套中断嵌套中断优先级问题问题3：中断处理过程中，：中断处理过程中，又有中断提出请求，怎么办？又有中断提出请求，怎么办？解答：中断源多级嵌套解答：中断源多级嵌套计算机原理4中断的多级嵌套n一个中断请求尚未处理完，又转而处理新的中断一个中断请求尚未处理完，又转而处理新的中断请求，称为中断的多级嵌套或称为多级中断请求，称为中断的多级嵌套或称为多级中断 请求请求中断响应中断响应中断响应中断响应请求请求中断返回中断返回中断返回中断返回低级低级中断中断服务服务程序程序高级高级中断中断服务服务程序程序计算机原理计算机原理中断过程n中断请求中断请求n中断判优中断判优n中断响应中断响应n关中断关中断n 断点保护断点保护n中断处理中断处理n 现场保护现场保护n中断服务中断服务n 恢复现场恢复现场n 开中断开中断n中断返回中断返回