Внешние прерывания

Внешние прерывания относят к так называемым аппаратным прерываниям, поскольку они вызываются аппаратурой, находящейся вне пределов самого компьютера. Внешние прерывания подразделяются на:

а) маскируемые прерывания,

б) немаскируемые прерывания.

Маскируемые прерывания.

Маскируемыми – называются такие прерывания, запросы которых могут

быть выключены из зоны внимания процессора, путем наложения маски

на возможные запросы прерываний.

Запросы маскируемых прерываний, в отличие от остальных, поступают на систему прерываний процессора через специальное устройство, называемое контроллером прерываний, который в современных процессорах входит в состав микросхемы «южного моста» Chipset, размещаемой на системной плате компьютера. Основные функции контроллера прерываний заключаются в том, что с его помощью можно:

- вследствие различной важности устройств, которые могут запрашивать прерывания у компьютера, устанавливать запросам прерывания определенный уровень приоритета, при котором очередность их обработки осуществляется строго в порядке присвоенной им приоритетности. Это дает возможность запросу с большим уровнем приоритета прерывать исполнение процедур обслуживания прерывания от устройств с меньшим уровнем приоритета;

- устанавливать определенный порядок обслуживания запросов прерываний одного уровня привилегий, при одновременном их появлении;

- дать возможность пользователю, при необходимости, запрещать компьютеру, реагировать на запросы прерывания внешних устройств, как всех одновременно, так и по отдельности для каждого устройства (т.е. выполнять так называемое маскирование запросов прерывания). Запрещение или разрешение индивидуальных запросов прерываний реализуется при помощи использования в контроллерах прерываний кода маски.

Маска представляет собой двоичный код, каждый разряд которого соответствует некоторому запросу прерывания. Обычно устройство маскирования делают таким образом, чтобы логическая единица, записанная в разряд маски, запрещала прохождение соответствующего запроса прерывания к процессору, а логический ноль – разрешала. Иллюстрация процесса маскирования запросов прерывания приведена на рис.

Заметим при этом, что маскируемые прерывания, все вместе одновременно, могут быть запрещены или разрешены, путем установки или сброса флага IF в регистре флагов процессора, подачей соответствующих команд STI или CLI.

Немаскируемые прерывания.

Запросы немаскируемых прерываний подаются на специально выделенный вход NMI. Они запрещены быть не могут. Источниками запросов таких прерываний являются, например, устройства контроля пропадания напряжения питания или контроля повреждения каких-либо особо важных систем обработки.

Все внешние прерывания асинхронны по отношению к работе процессора, так как они могут появиться в любой момент времени. И, поскольку начало передачи управления на подпрограмму обработки прерывания происходит только после окончания исполнения команды, то время реакции, т.е. запаздывания начала обслуживания по отношению к появлению запроса прерывания, может быть, при выполнении, например, команд умножения или деления, достаточно велико.

Внутренние прерывания.

Внутренние прерывания образуются внутри компьютера по запросам его отдельных функциональных узлов, или как следствие выполнения некоторых специальных команд INT N. Внутренние прерывания замаскированы быть не могут. Код типа прерываний такого рода формируется автоматически при поступлении соответствующего запроса внутреннего прерывания.

Внутренние прерывания бывают двух типов:

а) особые случаи или исключения;

б) программные прерывания.

Особые случаи или исключения.

Особые случаи или исключения – это прерывания, которые возникают при аномальной ситуации, сложившейся при выполнении конкретной команды и препятствующей нормальному продолжению программы.

К прерываниям – особым случаям (исключениям), относятся, например, такие ситуации:

- ошибка деления (частный случай – деление на 0);

- переполнение разрядной сетки после выполнения очередной команды;

- неразрешенный код команды;

- пошаговое прерывание, которое включается при установке в состояние 1 флага TF в регистре флагов Flags. При этом после выполнения каждой команды программы, в стеке автоматически запоминается состояние CS, IP, Flags и выводится на экран дисплея состояние всех регистров процессора и части ячеек ОЗУ. После этого процесс выполнения текущей программы останавливается и ожидается следующий запуск программы для выполнения очередного шага; и т.п.

Программные прерывания.

Под программными прерываниями понимаются прерывания, инициируемые самой выполняемой программой, а именно, командами типа INT N, где N – номер прерывания в некотором заданном диапазоне.

Действие этих прерываний весьма похожи на вызов подпрограмм (процедур), за исключением того, что передача управления осуществляется не по адресу, указываемому в команде CALL, а по номеру (типу) прерывания, по которому в таблице векторов прерывания находится адрес передачи управления. Кроме того, при программном прерывании обязательно автоматически запоминается в стеке состояние регистра флагов Flags. Программные прерывания отличаются от других тем, что они задаются заранее и определены в программе, а не являются случайными по отношению к работе компьютера. Они широко используются при вызове системных функций DOS и BIOS.

Дата добавления: 2015-10-26