计算机组成与结构第8章_输入输出系统讲述.ppt

* * 课本P260【例3】 设有磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作。 各设备发出DMA请求的时间间隔如下 磁盘——30μs；磁带——45μs；打印机——150μs； 设优先权为磁盘最高，磁带次之，打印机最低； 已知DMAC每完成一次DMA传送所需的时间是5μs。 若采用多路型DMAC，则请画出DMAC为三个设备服务的工作时间图。 * * T4 T6 T7 T2 为磁盘 服务 T5 T8 T3 为磁带 服务 为打印 机服务 T1 5μs DMA 请求 打印机 t DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求 45μs 磁带 t DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求 DMA 请求 30μs 磁盘 t 课本P260【例3】图解 * * 2、单级中断源的识别 ——串行排队链法 排队链 中断响应信号 中断排队输入信号； 由高优先权中断得到 中断排队输出信号 选中信号 中断源的中断请求信号 * * 中断向量的产生 向量中断 由硬件直接产生一个与该中断源对应的向量地址； 向量地址——中断源的中断服务程序入口地址； 要求：在硬件设计时考虑所有中断源的向量地址。 位移量中断 由硬件直接产生一个位移量，该位移量加上CPU中某寄存器中的基地址，得到中断处理程序的入口地址。 向量地址转移 由硬件直接产生一个该中断源对应的固定地址码，该地址码中存放可转入中断服务程序的入口地址。 * * 8.3.4 多级中断 当CPU正在执行某个中断服务程序时，另一个中断源又提出了新的中断请求，而CPU再次响应这一新的请求； 暂停当前的中断服务程序，转去执行新的中断服务程序。 多级中断中需要进行优先权的控制和判断。 * * 一维多级中断结构 每级仅有一个中断源； 中断屏蔽触发器IM 其状态决定对应级别的中断源是否能够被响应； 中断优先权控制 当某中断源的请求被响应时，将同时设置低级中断源的IM=1，而高级中断源的IM=0，可以发生中断嵌套。 一维多级中断结构 * * 二维多级中断结构 二维多级中断结构 每级包含多个中断源; 同级的中断源的服务是不能嵌套的； 若设备E、F、H同时请求中断，则先响应设备E； 此时，若设备D请求中断，则不响应； 若设备B请求中断，则打断设备E的中断服务，嵌套响应设备B； * * CPU内部的中断请求/屏蔽寄存器 对于每一个中断源，CPU内部会有一个中断请求触发器和一个中断屏蔽触发器，用于管理当前该中断源的状态； 中断请求触发器：1——有请求；0——无请求； 中断屏蔽触发器：1——被屏蔽；0——未被屏蔽； 若系统中共有n级中断，则有两个n位中断请求寄存器和中断屏蔽寄存器； CPU响应中断时，系统需要进行优先权控制，实现正常的中断嵌套； 置“1”（关闭）本级和低级的中断屏蔽触发器； 清“0”（开放）更高级的中断屏蔽触发器； * * 单重中断和多重中断的服务程序流程 中断否？ 保护现场 设备服务 恢复现场 开中断 中断返回 取指令 执行指令 中断服务程序 中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC 中断周期 是 中断返回 保护现场 设备服务 恢复现场 开中断 开中断 开中断 中断隐指令 中断隐指令 否 取指令 执行指令 中断否？ 否 中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC 中断周期 是 中断服务程序 单重 多重 * * 2、多级中断源的识别 独立请求方式的中断优先级排队与中断向量产生逻辑； * * 课本P247【例1】如图8.9的二维中断系统中。问： 在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？请按降序排列各设备的中断优先级。 在中断情况下，CPU的优先级最低； 各设备的优先次序为 (A?B?C)?(D?E?F)?(G?H?I)?CPU **括号中的为同级中断源，不可进行中断嵌套，但同时请求时会有优先权的区分； * * 课本P247 【例1】如图8.9的二维中断系统中。问： 若CPU现执行设备B的中断服务程序，则IM2、IM1、IM0的状态是什么？如果CPU执行设备D的中断服务程序，则IM2、IM1、IM0的状态又是什么？ 由于设备B的优先权最高，则在执行设备B的中断服务时要禁止同级和低级所有中断源的请求，因此IM2IM1IM0=111； 若执行设备D的中断服务，则设备A、B、C均可发生中断嵌套，因此IM2IM1IM0=011； * * 课本P247 【例1】如图8.9的二维中断系统中。问： 每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么措施可以实现？ 每一级的IM只能对同级所有设备进行屏蔽，无法实现对个别设备的单独屏蔽； 若要单独屏蔽个别设备，则可在该设备的接口中实现，将接口内的EI（中断允许标志