計算機組成原理筆記 程式查詢方式和程式中斷方式

2021-10-06 21:41:42 字數 2703 閱讀 4210

程式查詢方式的流程

1.測試指令,用來查詢i/o裝置是否準備就緒

2.傳送指令,當i/o裝置已準備就緒時,執行傳送指令。

3.轉移指令,若i/o裝置未準備就緒,執行轉移指令,轉至測試指令,繼續測試i/o裝置的狀態。

程式中斷方式

印表機中斷的產生

一次中斷處理過程大致分為:中斷請求,中斷判優,中斷響應,中斷服務和中斷返回等五個階段。

程式中斷方式的介面電路

1.配置中斷請求觸發器和中斷遮蔽觸發器

intr為「1」時,表示該裝置向cpu提出中斷請求。但是裝置如果要提出中斷請求,其裝置本身必須準備就緒,即介面內的完成觸發器d的狀態必須為「1」。

mask為中斷遮蔽觸發器,如果是「1」,中斷會被遮蔽掉,封鎖中斷源的請求。

僅當裝置準備就緒(d=1),且該裝置未被遮蔽(mask=0)時,cpu的中斷查詢訊號可將中斷請求觸發器置「1」。

2.排隊器

多個中斷源同時向cpu提出請求時,cpu按中斷源的優先順序進行排隊。就i/o中斷而言,速度越高的i/o裝置,優先順序越高,因為若cpu不及時響應高速i/o的請求,其資訊可能會立即丟失。

硬體處理:在cpu內或在介面電路中(鏈式排隊器)

軟體處理:用查詢方法,在第八章。

4.程式中斷方式介面電路的基本組成

i/o中斷處理過程

cpu響應中斷的條件和時間

條件

允許中斷觸發器eint=1

用開中斷指令將eint置「1」

用關中斷指令將eint置「0"或者硬體自動復位。

時間

當d=1且mask=0時

在每條指令執行階段的結束前,cpu發中斷查詢訊號(將intr置」1「)

i/o中斷處理過程

1、由cpu發啟動i/o裝置命令,將介面中的b置」1「,d置」0「。

2、介面啟動輸入裝置開始工作。

3、輸入裝置將資料送入資料緩衝暫存器。

4、輸入裝置向介面發出「裝置工作結束」訊號,將d置「1」,b置「0」,標誌裝置準備就緒。

5、當裝置準備就緒(d=1),且本裝置未被遮蔽時(mask=0)時,在指令執行階段的結束時刻,由cpu發出中斷查詢訊號。

6、裝置中斷請求觸發器intr被置「1」,標誌裝置向cpu提出中斷請求。與此同時,intr送至排隊器,進行中斷判優

7、若cpu允許中斷(eint=1),裝置又被排隊選中,即進入中斷響應階段,由中斷響應訊號inta將排隊器輸出送至編碼器形成向量位址。

8、向量位址送至pc,作為下一條指令的位址。

9、由於向量位址中存放的是一條無條件轉移指令,故這條指令執行結束後,即無條件轉至該裝置的服務程式入口位址,開始執行中斷服務程式,進入中斷服務階段,通過輸入指令將資料緩衝暫存器的輸入資料送至cpu的通用暫存器,再存入主存相關單元。

10、中斷服務程式的最後一條指令是中斷返回指令,當其執行結束時,即中斷返回至原程式的斷點處。至此,乙個完整的程式中斷處理過程即告結束。

中斷服務程式過程簡單的歸納為中斷請求、中斷判優、中斷響應、中斷服務和中斷返回五個階段。

中斷服務程式的流程

保護現場、中斷服務、恢復現場、中斷返回

1、保護現場

程式斷點的保護:由中斷隱指令完成

暫存器內容的保護:由中斷服務程式完成、進棧指令

2、中斷服務

對不同的i/o裝置具有不同內容的裝置服務。

3、恢復現場

出棧指令

4、中斷返回

中斷返回指令

單重中斷和多重中斷

單重中斷 不允許中斷現行的中斷服務程式

多重中斷 允許級別更高的中斷源中斷現行的中斷服務程式

主程式和服務程式搶占cpu示意圖

巨集觀上cpu和i/o並行工作

微觀上cpu中斷現行程式為i/o服務

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