Тема 3.7 Взаимосвязь с периферийными устройствами

INTERRUPTS и IRQ.

В предыдущих главах речь уже шла о таблице векторов прерываний, но не путайте их с аппаратными прерываниями, о которых далее пойдет речь. Это программные прерывания, которые, в первую очередь, предоставляются операционной системой.

В самом простом случае понятие Interrupt обозначает прерывание последней выполняющейся программы. Принцип простой: CPU извещает через специальные линии (INT-линии), что один из элементов должен выполнить какую-то «важную работу», при этом речь может идти, например, о том, что нажата клавиша клавиатуры. Реакция на эти действия должна быть быстрой, и поэтому CPU прерывает работу выполняемого программного обеспечения, отмечая место, в котором остановилось выполнение программы, и переключается на устройство, которое вызвало прерывание. Этот процесс управляется обоими контроллерами прерываний (Interrupt Controllers), которые установлены в указанном ранее контроллере периферии 82C206.

Начиная с компьютера, имеющего CPU 80286, стандартно для PC предусмотрено 16 линий прерываний, часть которых резервируется системой, а часть может быть предоставлена для дополнительного оборудования, необходимого пользователю. Стандартное распределение линий прерываний и адресов портов ввода/вывода для основных компонентов PC приведено в таблицах 3.7.1. и 3.7.2.

Таблица 3.7.1. Стандартное распределение аппаратных прерываний

Таблица 3.7.2. Стандартное распределение адресов ввода/вывода

Однако, к сожалению, на практике не все так однозначно. Стандартные адреса портов и прерывания используются так, как было описано, не всеми изготовителями аппаратного обеспечения. К счастью, вы можете самостоятельно сконфигурировать плату расширения так, что это не приведет к конфликту между двумя прерываниями или даже адресами портов. Но такое разделение прерываний всегда зависит от имеющихся устройств. Может случиться, что мышь, установленная в первый последовательный порт (COM1), и модем, коммутируемый в третий порт (COM3), будут использовать одинаковые прерывания, что приведет к абсолютному хаосу данных для обоих устройств.

В данном курсе будут рассмотрены аппаратные прерывания. Выполнение аппаратных прерываний ничем не отличается от выполнения программных прерываний, отличие заключается в источнике прерывания.

Назначение прерывания заключается в приостановке выполнения текущей программы, вызова и выполнение программы обработки данного прерывания.

Аппаратные прерывания делятся на маскируемые и не маскируемые прерывания.

Маскируемые прерывания это такие прерывания, которые в процессе работы ЭВМ, выполнения программ можно запретить (замаскировать). К таким прерываниям относятся все прерывания от внешних устройств.

Немаскируемые прерывания это такие прерывания, невыполнение которых может привести к сбою системы. Примером может служить прерывание на регенерацию динамической памяти (DRAM), если её не выполнить, то данные в памяти обнуляться и система рухнет.

В CPU приходят два сигнала: MNI – немаскируемые прерывание и INTR – запрос на маскируемое прерывание. Современные микросхемы поддерживают алгоритм работы такой, какой был установлен для отдельных контроллеров 8259 или отечественный аналог 1810ВН59 – программируемый контроллер прерываний ПКП. В дальнейшем будем рассматривать отдельные контроллеры.