《第九章中断.ppt

第9章 中断 概述 中断原理 中断系统组成及其功能 中断响应过程 8086中断系统 8086CPU的中断管理 可编程中断管理芯片8259A 概述 当CPU用查询的方式与外设交换信息时，CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样就引出一个快速的CPU与慢速的外设之间数据传送的矛盾，这也是计算机在发展过程中遇到的严重问题之一。为解决这个问题，一方面要提高外设的工作速度，另一方面发展了中断慨念。中断系统是计算机的重要指标之一。 9．1 中断原理 一、从无条件传送、条件传送到中断传送 条件传送最大的缺点就是为了CPU和外设在时间上配合正确，CPU花大量的时间用无条件方式对状态线进行查询，从而降低了整个系统的工作效率。 具有中断功能的CPU中，有一个硬件部件专门用于检测外设的状态线。 二、中断原理 在中断传送方式下，外设应有请求CPU服务的权利，当外部设备准备好向CPU传送数据，或者外设已准备就绪接收CPU的数据，或者有某些紧急情况要求处理，或者是定时时间到等等。 三、中断应用 1、实时故障处理 存储器出错检测电路 2、分时操作，同时处理 有了中断功能，CPU可命令多个外设同时工作。虽然CPU在不同的时间点上为不同的任务工作，但宏观上看CPU几乎同时为不同的任务工作，极大地发挥了CPU高速性的特点。 9．2 中断系统组成及其功能 一、 三个与中断有关的触发器 1、中断请求触发器 有两个特点： （1）它的输出可以作为中断请求信号，在满足一定条件的情况下把信号发送给CPU，并在CPU未响应时一直保存下去； （2）、当CPU满足一定条件下响应了该中断请求信号，执行了相关的操作后，该中断请求信号可以被撤除。 2、中断屏蔽触发器 中断屏蔽触发器的功能就是决定中断请求触发器的输出信号是否可以作为中断请求信号发送给CPU，这样CPU通过对中断屏蔽触发器的设置就可以达到对中断源的控制。 3、CPU内部的中断允许触发器。 CPU通过对它进行设置来决定是否对发给它的中断请求信号进行响应。 有些CPU，比如8086CPU，设置了两种中断类型 可屏蔽中断和不可屏蔽中断。可屏蔽中断受中断 允许触发器控制，只有当IF为1时，CPU才能响应 中断请求信号。而不可屏蔽中断不受中断允许触 发器的控制，只要中断请求信号有效，不管IF是 否为1，CPU就必须响应。因此不可屏蔽中断的中 断优先级要大于可屏蔽中断的中断优先级。 二、 再谈中断条件 外设的中断请求信号要想发给CPU并能最终得到CPU的响应，必须要满足如下两个条件：一个是中断屏蔽触发器处于非屏蔽状态。在这种情况下，中断请求信号才能发给CPU。但CPU是否相应这个中断，还要看中断允许触发器是否处于开中断状态。只有CPU是开中断的条件下，CPU才能进入中断响应过程，处理中断事务。这就是第二个条件。 9．3 中断响应过程 中断过程主要包括三个方面： 外设发中断请求信号给CPU即中断请求； CPU对中断请求信号所作出反应即中断响应； CPU执行对外设操作的子程序即中断处理。 一、中断申请 当中断屏蔽触发器状态为1，则中断请求触发器输出的中断请求信号发给CPU。 二、中断响应 CPU响应可屏蔽中断申请必须满足3个条件: ①???? 无总线请求(CPU仍然是总线使用者）； ②???? CPU被允许中断； ③???? CPU执行完现行指令． 三、中断处理 CPU响应中断后要自动完成三项任务 1、 关闭中断； 2、CS、IP以及FR的内容推入堆栈（保护断点） 3、中断服务程序段地址送入CS中，偏移地址送入IP中。 一旦CPU响应中断，就可转入中断服务程序之中。中断处理过程如下： PUSH AX ；保护现场 …… PUSH BX STI ；开中断 …… ；中断处理 CLI ；关中断 POP BX ；恢复现场 …… POP AX STI ；开中断 RETI ；中断返回 四、中断源识别及中断优先权 在中断系统中一个非常关键的问题是:CPU如何知道是哪一个中断源发出的中断申请信号。只有正确地确定中断源，CPU才能转到相应的中断服务程序为之服务。这里，确定中断源的方法被称为中断源识别或中断方式。 1、 中断源识别 包括两个方面： 其一：确定中断源。 其二：找到该中断服务程序的首地址。 下面我们给出解决问题的两种方案。 （1）查询中断 IN AL．IPORT ；从输入接口取中断信息 TEST AL，80H ；是0号设备请求吗? JNZ S