組成原理（七）：程序查詢及中斷方式

目錄

• 學習重點
• 1.程序查詢方式
  • 流程
  • 接口電路
• 2.程序中斷方式
• 3.中斷電路
• 4.多重中斷

學習重點

• 程序查詢方式
  • 流程
  • 接口電路
• 程序中斷方式
  • 中斷概念
  • 中斷源
• 中斷電路
  • INTR和MASK
  • 排隊器
  • 向量地址形成部件
  • 接口基本電路
• 多重中斷

1.程序查詢方式

流程

1. 查詢流程

   • 單個設備
     

   • 多個設備
     

2. 程序流程
   
   I/O—>CPU—>主存

接口電路

D：工作觸發器
B：完成觸發器
DBR：數據緩沖寄存器

2.程序中斷方式

1. 中斷概念
   

2. 中斷源（中斷的產生）
   打印機為例
   

3.中斷電路

1. INTR和MASK
   

   • INTR：中斷請求觸發器(1：有請求)
     INTerrupt Request 可屏蔽中斷請求信號
   • NMI：
     Non Maskable Interrupt 不可屏蔽中斷請求信號
   • MASK：中斷屏蔽觸發器(1：被屏蔽)
   • D：完成觸發器(1：完成)
   • cpu查詢 + 未屏蔽 + 設備工作結束(往DBR存數據)才能發送中斷請求

2. 排隊器

   • 實現方式：

     • 硬件：
       集中在CPU內中斷系統或分散在接口電路中
     • 軟件：程序查詢

   • 部分電路：
     

   • 完整電路：
     

     • 某設備選擇，則之前優先級都有電(可中斷)，后面優先級的都沒電
     • 優先級高的設備可中斷優先級低的設備的操作

3. 中斷向量地址形成部件：

   • 入口地址查詢兩種方式：

     • 程序查詢：按照D的值查找
     • 硬件向量法：硬件產生向量地址，再由向量地址找到入口地址

   • 向量地址形成部件：
     

   • 主存存放入口地址或跳轉命令(JMP 跳轉命令)：
     

4. 程序中斷方式接口電路：
   

   • 組件：
     INTA：中斷響應信號
     D：工作觸發器
     B：完成觸發器
     DBR：數據緩沖寄存器
     ENIT：可被中斷觸發器
   • 中斷響應且排隊器排到才能進行中斷服務程序

5. CPU響應中斷的條件和時間：

   • 條件：
     • 允許中斷觸發器ENIT=1
     • 可用開中斷指令將ENIT置1，可以中斷
     • 可用關中斷指令將ENIT置0，不可中斷
   • 時間：
     • D=1且MASK=0時，每條指令執行階段結束前，cpu發送中斷查詢信號

4.多重中斷

1. 中斷基本流程：

   • 保護現場
     • 斷點保護(中斷隱指令)
     • 寄存器內容保護(進棧指令)
   • 執行中斷程序（設備服務程序）
   • 恢復現場（出棧指令）
   • 中斷返回（中斷返回指令）

2. 單重中斷：
   不允許中斷現行的中斷服務程序

3. 多重中斷概念：
   允許更高級別的中斷源中斷現行中斷服務程序

4. 示意圖：
   

5. 流程：
   

   開中斷：開啟中斷，可被中斷
   關中斷：關閉中斷，不可被中斷