第七章微型计算机的中断系统.pptVIP

左旭坤（zxk78@wxc.edu.cn） 微型计算机原理及其应用——第七章：微型计算机的中断系统 皖西学院计算机系 第七章：微型计算机的中断系统 中断的概念及处理过程 8086中断系统 中断控制器8259A 第七章：微型计算机的中断系统 中断的概念及处理过程 8086中断系统 中断控制器8259A 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 什么是中断？ 在CPU执行程序的过程中，由于某种突发事件的发生，强迫CPU暂时停止正在执行的程序，转向对该突发事件进行处理，对这个事件处理结束后又能回到原中止的程序,接着中止前的状态继续执行原来的程序，这一个过程就称为中断。把引起中断的原因或触发中断请求的来源称为中断源。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断请求信号的产生 中断方式提高了CPU的工作效率，但是它同时也提高了系统的硬件开销。因为系统需增加含有中断功能接口电路，用来产生中断请求信号。以输入方式为例，接口电路如图所示。 外设发STB→数据入锁存器，中断请求触发器置1→若没有屏蔽则产生INTR→CPU，满足条件(允许中断；指令执行完)发INTA→外设，进入中断服务子程序→清中断请求触发器。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断优先级 中断优先级 （1）如果有多个不同优先级的中断源同时提出中断请求时，CPU应当先响应最高优先级的中断源。 （2）如果CPU正在对某一中断源服务时，比它优先级更高的中断源提出中断请求时，CPU能够暂停正在执行的中断服务程序转向对优先级高的中断源进行服务，当服务结束后再返回原优先级较低的中断服务程序继续执行。 中断嵌套 正在运行的中断处理程序，被优先级高的中断源中断，从而转入新的中断处理程序，当新的中断处理程序执行完再回到原来的中断处理程序，这一现象称为中断嵌套。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断优先级 当系统中有多个设备提出中断请求时，就有一个该响应谁的问题，也就是一个优先级的问题，解决优先级的问题一般可有三种方法：软件查询法、简单硬件方法及专用硬件方法。 软件查询方法 只需有简单的硬件电路，如将A、B、C三台设备的中断请求信号“或”后作为系统INTR，这时，A、B、C三台设备中只要至少有一台设备提出中断请求，都可以向CPU发中断请求。进入中断服务子程序后，再用软件查询的方式分别对不同的设备的服务，查询程序的设计思想同查询式，查询的前后顺序就给出了设备的优先级。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断优先级——简单硬件方法 将所有的设备连成一条链，靠近CPU的设备优先级最高，越远的设备优先级别越低，则发出中断响应信号，若级别高的设备发出了中断请求，在它接到中断响应信号的同时，封锁其后的较低级设备使得它们的中断请求不能响应，只有等它的中断服务结束以后才开放，允许为低级的设备服务。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断优先级——专用硬件方法 采用可编程的中断控制器芯片，如Intel8259A。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断过程 是指中断请求、中断响应、中断处理、中断返回这四个过程。中段请求、中断响应由硬件完成，中断处理、中断返回由软件完成。 中断请求 1）外部设备发中断请求的条件：当外设准备就绪或本身工作已经完成时，才向CPU提出中断请求。 2）外部设备中断请求的标志：当外设要求和CPU进行数据交换时，将中断请求信号送往中断请求触发器或中断控制器，经它们处理后，向CPU发出中断请求。 中断响应 如果CPU处于开中断状态，经判优后响应其中最高优先级的中断请求，关中断，将断点压入堆栈中保存，以备返回原程序，紧接着将相应的中断处理程序入口地址或中断向量送CPU，转入中断服务程序。 第七章：微型计算机的中断系统——概念及处理过程 中断过程 中断处理 保护现场。将在中断处理程序中使用的有关寄存器的内容压入堆栈保护起来。在现场保护的过程中，绝对不允许被中断(应禁止中断),否则现场将被破坏。当现场保护好后应开中断。 中断服务。即该中断所要执行的具体指令内容。 恢复现场。当中断服务结束后，应用中断结束命令清除中断标志，立即关中断，以保证恢复现场的过程不受干扰。恢复现场就是把原来压入堆栈的有关寄存器的内容弹出。现场恢复后应开中断，以便CPU响应更高级的中断请求。