中断系统和DMA.ppt

第8章 中断系统和DMA 8.1 中断系统概述 8.2 可编程中断控制器8259A 8.3 DMA概述 8.4 DMA控制器8237A 8.1 中断系统概述 一、中断 是指在CPU正常运行程序时，由于内部/外部事件引起CPU暂时停止正在运行的程序，转而去执行请求CPU服务的内部事件或外部事件的服务子程序，待该服务子程序处理完毕后又返回到被中止的程序继续运行，这一过程叫中断。 二、中断源 一般的输入输出设备 实时时钟 故障源 为调试程序而设置的中断 三、中断的优点 并行工作 实现实时处理 故障处理 四、中断系统的功能 实现中断响应，中断服务及返回 实现优先权排队 实现多重中断嵌套处理 五、中断的处理过程 中断请求 中断响应 中断服务 中断返回 六、中断的优先级 软件查询中断优先级 软件查询中断优先级流程图 硬件优先级排队 8086／8088的中断系统 外部中断 由外部硬件设备引起的，又称硬件中断 可分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR 共同特点：中断源向CPU发中断请求信号，通过中断请求信号形成向量地址。 非屏蔽中断NMI－中断类型号为02H 常用来处理机器内部硬件出错，如掉电、存储器错误或总线极性错误等紧急事态。 特点：中断号直接给出，不经中断控制器判优，直接送往CPU。 内部中断 指CPU执行软中断指令，或在程序运行过程中出现错误等异常情况而产生的中断，又可称为异常中断。 特点：不能被屏蔽，而且不使用中断控制器等硬件逻辑来提供中断号或向量地址，而是指令中直接给出中断号。 中断类型 除法错误中断－类型0中断 单步中断－类型1中断 断点中断－类型3中断 溢出中断－类型4中断 用户自定义的软件－类型n中断 中断向量表 中断的处理过程 ① 将中断类型码乘以4，得到中断向量表地址； ② 将CPU的标志寄存器内容压入堆栈，以保护各个标志位； ③ 清除IF和TF标志，屏蔽新的INTR中断和单步中断； ④ 保存断点，即把断点处的IP和CS值压入堆栈； ⑤ 将从中断向量表中取出的中断服务程序的入口地址，分别送至CS和IP中； ⑥ 按CS和IP中的地址执行中断服务程序。 可屏蔽中断响应过程 中断源优先级 高 除法错误中断 溢出中断 INT n指令中断 非屏蔽中断 可屏蔽中断 低 单步中断 8.2 可编程中断控制器8259A 8259A的主要功能 （1）具有8级优先权控制，通过级联可扩展至64级优先权控制； （2）对任何一个级别的中断源都可以由编程进行屏蔽或开放； （3）在中断响应周期，可提供响应的中断向量，从而使CPU迅速找到中断服务程序的入口地址； （4）可以通过编程来选择不同的工作方式。 8259A的内部结构 中断请求寄存器（IRR） 外部中断源提出的请求（一个或几个）由IR0~IR7送入中断请求寄存器，使IRR中的相应位置1，IRR可以通过编程设置为电平触发或边沿触发。 中断屏蔽寄存器（IMR） 对中断请求IR起屏蔽作用，即对中断请求IR还是允许，寄存器8位对应8级中断屏蔽。哪一级中断被屏蔽，哪位就写“1”，即禁止IR提出中断请求。 中断服务寄存器（ISR） 当某个中断请求被响应后，ISR的相应位置1;中断处理结束时，ISR清0。 优先权比较器PR 确定中断请求寄存器中的各个中断请求位的优先权，选择出优先权最高的中断。 控制逻辑 寄存8259A的命令字，多种工作方式的控制 数据总线缓冲器 三态，双向，8位缓冲器，用来传送CPU的控制命令字和返回状态信息。 级联缓冲与比较器 多片8259A级联时，对从片的标识码进行寄存与比较。 8259A的工作方式 中断触发方式 连接系统总线的方式 屏蔽中断源的方式 优先级排队的方式 中断结束方式 8259A的编程 分为两种： 1、初始化编程：由CPU向8259A送2~4个字节的初始化命令字ICW。使其处在开始点。 2、工作方式编程：由CPU向8259A送三个字节的工作命令字OCW，以规定8259A的工作方式。在初始以后，任一时刻。 （1）ICW1（初始化字） （2）ICW2（中断向量字） （3）ICW3（级联控制字） （4）ICW4（方式控制初始化命令字） （5）OCW1（中断屏蔽字） （6）OCW2（中断结束和优先级循环控制字） （7）OCW3（屏蔽和读状态控制字） 查询字格式 8259A的级联 8.3 DMA概述 希望克服程序控制传送的不足： 外设→CPU→存储器 外设←CPU←存