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第七章 中断系统和中断控制器8259A课件
第七章 中断系统和中断控制器8259A 7.1 中断的基本概念 7.1.1 中断及中断源 中断:指CPU执行程序的过程中,由于某种事件发生,强迫CPU暂时终止正在执行的程序(通常称为主程序),转去该事件的处理程序(通常称为中断服务程序),带处理完毕后,又返回到原程序的断点处,继续往下执行的过程。 中断源:引起中断的原因或发出中断请求的来源。 中断源的类型: 一般的输入输出设备 数据通道 实时时钟 故障信号 软件中断 根据中断源与CPU的相对关系,中断可分为内部中断和外部中断。 中断分类: 依据:根据中断源与CPU的相对关系。1. 内部中断; 2. 外部中断。 CPU的中断系统应具备如下功能: 现中断及返回。 能实现优先权排队,从而确定优先处理的中断源。 优先权高一的中断源能中断优先权低的中断处理。 7.1.2 中断处理过程 中断处理过程:中断请求——中断排队——中断响应——中断服务——中断返回 1. 中断请求: 中断源向CPU发出中断的要求。 中断源随机发出中断请求信号,CPU在现行指令周期结束时,才检测有无中断请求。 发出中断请求的条件:外部设备已准备好,且该外设的中断请求没有被系统评屏蔽。 2. 中断排队和中断响应 概念:CPU接收到中断请求后,从中止现行程序到转向中断服务程序入口的过程,称为中断响应。 条件: 1)中断是开放的; 2)CPU在现行指令结束后响应中断。 操作过程:1)关中断;2)保护断点、3) 保护现场、4)形成中断服务程序人口地址。 4. 中断处理——执行中断服务程序 8086/8088中断处理过程 中断处理子程序的结构模式 图1 不允许被中断的中断服务程序流程图 图2 不许中断的中断服务程序流程图 中断返回 7.1.3 中断优先权管理 实现中断优先权的判别方法:软件、硬件 1.软件确定中断优先权 软件查询程序: IN AL, 80H ;读入各中断源中断请求触 发器 状态 TEST AL, 80H ;检查A设备是否有中断请求 JNZ ASEV ;有,转至A设备中断服务 TEST AL, 40H ;检查B设备是否有中断请求 JNZ BSEV ;有,转至B设备中断服务 … TEST AL, 01H ;检查H设备是否有中断请求 JNZ- HSEV ;有,转至H设备中断服务 特点: 软件查询,查询的次序就是优先权高低的次序, 优点:用软件确定中断优先权不需复杂的硬件电路,简单易实现。 缺点:中断源较多的情况下,查询时间较长,中断响应较慢。 2.硬件确定中断优先权 中断优先权编码电路 链式优先权排队电路 专用硬件电路等。 7.2 8086/8088的中断系统 8086/8088具有一个功能很强、管理高效且简便灵活的中断系统,可以处理多达256种中断源,且采用向量中断方法,对256种中断只须一次间接访问就可获得任一个中断源的中断服务程序人口地址,中断响应快速。 8086/8088分有两大类中断:内部中断和外部中断。 7.2.1 8086/8088的中断指令 8086/8088提供了3条中断操作指令: 1. 中断指令 格式,INT n 或 INT( n=3) n=0~255,为中断类型码。 溢出中断指令INTO (n=4) 中断返回指令IRET 7.2.2 8086/8088的中断分类 一. 软件中断(内部中断) 由于执行了软中断指令或由CPU本身引起的中断。 类型: 除法出错中断——0型中断 商超出了机器能表示的最大值。 2. 单步中断:类型1 调试方法。TF=1时,指令执行后,CPU自动产生类型1的中断——单步中断。 注意:以上两种中断无对应中断指令。 3. 断点中断: 供DEBUG调试程序使用的,中断类型号为3。 设置在程序的任何地方。 实质:把一条断点指令INT 3插入程序中。 应用:对较长的程序调试。 溢出中断 溢出中断服务程序(类型4) 5. INTn指令中断 定义:CPU执行一条软中断指令INTn后会立即产生中断,并调用相应的中断服务程序来完成中断功能,软中断指令的操作数n就是中断类型号。 分类: 1. 基本的输入/输出系统BIOS 对系统的主要I/O设备提供控制 2. 作为系统功能供用户调用的 磁盘操作系统(DOS)提供的功能的调用。 3. 用户自己定义的软中断。 硬件中断(外部中断) 由NMI和INTR引脚引入。 NMI用来处理系统的重大故障。 掉电事故的处理:数据备份、启动备用电源。 非屏蔽中断类型码固定为2 分类:非屏蔽中断、可屏蔽中断 优先级次序: 内部中断、NMI、INTR、单步中断。 注:内部中断除
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