8.1 中断的基本概念.ppt

1、第8章 中断系统,8.1.1 什么是中断,8.1 中断的基本概念,第8章 中断系统,中断是用户通过某种方式向CPU 请求为自己服务，CPU收到请求后，暂时中止正在执行的程序，转而去处理为用户服务的服务程序，处理完后继续执行原来的程序的过程。,中断的用途中断是提高计算机工作效率的一种重要手段，具体说，中断的用途如下：,实现并行工作：CPU与I/O以及I/O之间； 实现实时处理； 可不用人工干预自行排除故障，如电源掉电、除法出错等； 实现多处理机系统中各处理机之间的协调和联系； 控制操作系统。,执行中断服务,主程序,继续执行主程序,断点,响应中断,返回主程序,中断过程示意图：,能够导致CPU产生中

2、断的来源称为中断源。 中断源有以下几种：,一般的输入/输出设备，如键盘，打印机等；它们可以发送中断请求在中断过程中和CPU交换数据； 数据通道中断源，如磁盘，磁带等；也是通过中断传递数据； 定时或者计数信息，定时计数一般是外部中断，如果CPU本身就有定时计数器，也可是内部中断； 故障源或告警源，如电源掉电，奇偶校验错等； 软件中断，在调试程序时，设置断点等。,8.1.2 中断源,中断源可分为条件中断和无条件中断 1.无条件中断CPU一定要响应的中断，一般的软件中断都是无条件中断； 2.条件中断CPU必须处于某种条件下，才可以响应的中断，如果CPU处于可以响应条件中断的状态称为开中断状态；如果C

3、PU处于不可以响应条件中断的状态，称为关中断状态；,8.1.3 开中断和关中断,多个中断源同时向CPU申请中断，为了能够有序地处理多个中断申请所以要有中断优先级的规定； 规定中断优先级的另外一个原因是可以允许中断嵌套；中断嵌套的规则：只有高优先级的中断源可以打断低优先级的中断源的服务，低级中断或同级中断原则上是不能要求中断嵌套的，而规则是人为的； 对于CPU来说中断源的优先级是默认规定好的； 对于开发人员来说，需要做的工作是确定和处理实际外中断源的优先级。,8.1.4 中断优先级,1、软件查询实现中断优先级排队（P202图及203程序） 特点：结构简单、编程简单、但不够灵活，即当中断源增加和减

4、少的时候需要对整个服务程序进行修改。 2、硬件电路实现中断源排队 1）外部中断向CPU申请中断 2）CPU给出中断应答信号 3）排队电路将选择最高级别的中断，产生相应的三态锁存器的选通信号，将存放锁存器中的中断源标志传送给CPU的数据总线。（P204图） 4）CPU读入中断源标志，调用相应的中断服务程序,8.1.4 中断优先级中断优先级的实现,中断过程中，要调用中断服务程序，以满足外设的需要，而调用中断服务程序必须将CPU的程序指针转移到服务程序的入口，解决这一问题的方法就是使用中断向量表； 中断向量表是系统RAM或ROM的一个区域，其大小取决于CPU支持的中断类型和数量； 中断向量表有两种：

5、 （1）指令型的中断向量表 （2)向量中断的中断向量表 8086属于向量中断的中断向量表,8.1.5 中断向量表,（1）指令型的中断向量表 向量表给每个中断保留4个字节的空间，足够存放一条转移指令，每种类型的中断对应固定的ROM地址，CPU响应某中断时，自动将指令指针调整到中断向量表的相应地址，执行该地址单元中的转移指令，跳转到相应的中断服务程序。 （2)向量中断的中断向量表 向量表中存放的是中断向量，中断向量即中断服务程序的入口地址。,8086的中断向量表向量中断的中断向量表,中断向量：中断服务程序的入口地址（首地址） 逻辑地址含有段地址CS和偏移地址IP（32位） 每个中断向量的低字是偏移地址、高字是段地址，需占用4个字节 8086微处理器从0:00:3FFH，依次安排各个中断向量，向量号也从0开始 每个中断向量占4个字节，256个中断占用1KB区域，就形成中断向量表,向量号为N的中断向量的偏移地址N4,中断是一个过程，中断过程中有一些必须完成的工作要做，这些事情有的用户做，有的CPU做。 中断过程一般