TSAiU_Lektsia_6

Лекция №6. Техническая реализация интерфейса обмена данных с прерыванием программы

Интерфейс обмена данными с прерыванием программы позволяет реализовать и все ранее рассмотренные способы программного обмена данными (безусловный, по готовности ВУ), следовательно интерфейс обмена данными с прерыванием программы включает все компоненты интерфейса обмена данными по готовности ВУ:

—регистр(ы) данных,

—регистр(ы) состояния ВУ,

—регистр(ы) управления ВУ.

Дополнительные элементы интерфейса обмена данными с прерыванием: 1. Схема формирования ЗП (Рис. 6.1.).

Для формирования ЗП, в РУ интерфейсом ВУ должен быть флаг разрешения прерываний (ФРП). Для разрешения ВУ выполнять обмен данными с прерыванием программы необходимо в фоновой

программе установитьФРП в―1‖.

Фоновая программа может разрешать или запрещать (или маскировать) прерывания, устанавливая или сбрасывая ФРП.

ВРС интерфейса ВУимеется ФГ ВУ, которыйможет устанавливать в ―1‖только ВУ при готовности к обменуданными.

ЗП на шине управленияЭВМ появляется, когдаодновременно и ВУ установит в―1‖ ФГ и ЦП установитв―1‖ФРП.

Т.о. ВУ должно быть готово к обменуданными, а ЦП (т.е. фоновая программа) должен разрешить ВУ обмен с прерыванием.

Сигналы свыходовобоихтриггеровобъединяются спомощьюлогической схемы―И‖, а выход схемы соединяется с линией ЗП магистрали ЭВМ (рис. 6.1.).

Регистр состояния интерфейса ВУ

от ВУ

ФРП (Управляет программа)

от ЦП

Регистр управления прерываниями от ВУ

Рис. 6.1. Схема формирования ЗП

1

2. Схема учета приоритетов.

Указывает ЦП когда надо реагировать на прерывание. 3. Схема формирования адреса ВП.

Должна передавать в ЦП уникальный для каждого ВУ код (АВП).

Техническая реализация 2 и 3 элементов интерфейса различается для ЭВМ с разной архитектурой. Существует 2 варианта технической реализация интерфейса обмена данными с прерыванием программы:

Приоритетная цепочка (Macintosh)

Программируемая логика управления приоритетами прерывания (IBM PC).

6.1Техническая реализация многоуровневых векторных прерываний в ЭВМ семейства

Macintosh

Рис. 6.2. Схема работы приоритетной цепочки

К линии ЗП параллельно подключено несколько ВУ, способных обслуживаться в режиме прерывания текущей программы. Устройство, которое посылало ЗП, поглощает РП, выдает на ШД АВП и сбрасывает триггер РП.

В ЭВМ семейства Macintosh имеется 7 пар линий ЗПi – РПi

ЗП7-РП7 Линии запросов прерывания. ЗП7 – РП7 – самый высокий приоритет, ЗП6-РП6 линии ЗП1-РП1- самый низкий приоритет обслуживания.

ЗП5-РП5 При поступлении ЗП ЦП сравнивает приоритет линии приоритетом, ЗП4-РП4 указанным в РС (ЦП). При равенстве приоритетов прерывания не

…происходит.

ЗП1-РП1. Уровни приоритетов и адреса ВП устанавливаются аппаратными средствами.

Если приоритет линии ЗПk выше приоритета процессора, процессор выдает сигнал РПk по соответствующей линии, и начинает исполнять процедурупрерывания.

При равенстве приоритетов линии ЗПk и процессора, прерывания программы не происходит. Линия ЗПk остается возбужденной, т.е. прерывание как бы ждет очереди.

Когда приоритет процессора станет ниже приоритета линии, процессор переходит к обслуживанию запроса с данной линии ЗПk.

Разработчик АС имеет возможность подсоединить ВУ к любой линии ЗП.

Программист имеет возможность присвоить оперативной программе обслуживания ВУ любой приоритет, указывая его в векторе прерывания.

Обычнопрограммаобслуживанияпрерыванияимееттотжеприоритет,чтоиинициализирующееееВУ. Основнаяособенностьтакогоспособареализациипрерываний— уровниприоритетовВУ,иАВП устанавливаютсяаппаратнымисредствамиинтерфейсаинемогутменятьсявпроцессеработысистемы.

2

6.3 Техническая реализация многоуровневых векторных прерываний в ЭВМ семейства IBM.

Для Реализация многоуровневых ВП в ЭВМ семейства IBM применена БИС Intel 8259A.

Технические характеристики БИС Intel 8259A

1.Число уровней ЗП = 8.

2.Количество уровней можно расширить до 64 за счет каскадного включения микросхем.

3.Режим обслуживания ЗП, уровни приоритетов и АВП устанавливаются программным путем.

6.4Программируемые режимы обслуживания внешних устройств в ЭВМ семейства IBM

1. Режим вложенные прерывания.

Каждомуиз входов присваивается приоритет IR0, IR1, …IR7 в порядке убывания. ЗП с большим приоритетом могут прерывать обслуживание ЗП с меньшими приоритетами.

2. Режим круговых циклических приоритетов.

После появления ЗП на каком-либо входе и его обслуживания данному входу присваивается самый низкий приоритет, а приоритеты остальных запросов меняются в круговом циклическом порядке.

3.Режим адресуемых приоритетов.

Аналогично п. 2, но допускает программное указание входа, которому назначается самый низкий приоритет.

4.Режим опроса.

Вэтом режиме ЦП не реагирует на ЗП (прерывания запрещены). ВУ, требующее обслуживания, определяется чтением состояния ПКП (т.е. опрос состояния контроллера).

5.Специальный режим. В этом режиме незамаскированные запросы прерываний обслуживаются

впорядке их поступления.

6.5Схема включения программируемого контроллера прерываний к системной шине и

3

6.8 Каскадирование контроллеров прерываний

Каскадирование позволяет объединить несколько контроллеров для расширения числа ЗП. При этом один ПКП работает как ведущий, а до 8 ПКП могут работать ведомыми.

Сигнал INT ведомого ПКП подается на один из входов ведущего (IRi). Если IMR и ISR не блокируют сигнал, то он поступает на вход ЦП по линии INT ведущего.

Когда ЦП возвращает INTA, ведущий ПКП проверяет, возникло ли его собственное прерывание или от ведомого. Если прерывание от ведомого, то на шинуведущий на шину каскадирования выдает код, соответствующий входу, к которомуподключен ведомый.

Рис 6.5. Номера типов прерываний первого и второго контроллеров ПДП

6