Kompiuteriai naudoja pertraukimo užklausas įvairioms aparatinės įrangos funkcijoms tvarkyti. Aparatinės įrangos pertraukimus pirmą kartą įvedė 1953 m. UNIVAC 1103. Pirmąjį pertraukimo maskavimo atvejį 1954 m. Įdiegė „IBM 650“. Būtina priskirti skirtingus IRQ skirtingiems aparatūros įrenginiams, kad jie galėtų atlikti įvairias funkcijas. Vykdant programą, tokiems prietaisams kaip klaviatūros, pelė reikalingos procesoriaus paslaugos ir generuojamas pertraukimas, kad būtų galima atkreipti dėmesį iš procesoriaus ir apdoroti prašomą paslaugą. Tai yra žinoma kaip pertraukia . Vienas iš įvesties / išvesties įrenginio magistralių, skirtų šiam tikslui atlikti, yra žinomas kaip pertraukiamasis aptarnavimo režimas (ISR). Jie naudojami įvairiose programose, pvz., Svarbiems laiko įvykiams, duomenims perduoti, pabrėžiant nenormalius įvykius, sargybos laikmačius, spąstus ir kt.
Kas yra pertraukimas?
Apibrėžimas: Tai vadinama įvestimi signalas kuris turi didžiausią prioritetą aparatinės ar programinės įrangos įvykiams, kuriems reikia nedelsiant apdoroti įvykį. Pirmosiomis skaičiavimo dienomis procesorius turėjo laukti, kol signalas apdoros bet kokius įvykius. Procesorius turėtų patikrinti kiekvieną aparatinę ir programinę įrangą, kad suprastų, ar yra signalas, kurį reikia apdoroti. Šis metodas sunaudotų daugybę laikrodžio ciklų, o procesorius būtų užimtas. Tik tuo atveju, jei generuojamas koks nors signalas, procesorius vėl užtruko šiek tiek laiko, kol įvykis buvo apdorotas, dėl ko sistemos veikimas buvo prastas.
Šiam sudėtingam procesui įveikti buvo įdiegtas naujas mechanizmas. Šiuo mechanizmu aparatinė ar programinė įranga siunčia signalą procesoriui, o ne procesoriui, tikrinančiam bet kokį aparatinės ar programinės įrangos signalą. Signalas įspėja procesorių su didžiausiu prioritetu ir sustabdo dabartinę veiklą, išsaugodamas dabartinę būseną ir funkciją, ir nedelsdamas apdoroja pertraukimą, tai vadinama ISR. Kadangi tai trunka neilgai, procesorius atnaujina įprastą veiklą, kai tik ji apdorojama.
Nutraukti
Pertraukimo tipai
Jie skirstomi į du pagrindinius tipus.
Aparatinė įranga pertraukiama
Elektroninis signalas, siunčiamas iš išorinio įrenginio ar aparatūros, kad būtų galima bendrauti su procesoriumi, nurodantis, kad jam reikia nedelsiant atkreipti dėmesį. Pvz., Smūgiai iš klaviatūros arba pelės veiksmai suaktyvina aparatinę įrangą, todėl CPU ją perskaito ir apdoroja. Taigi jis įvyksta asinchroniškai ir bet kuriuo metu vykdant nurodymą.
Aparatinės įrangos pertraukimai skirstomi į du tipus
- Kaukiniai pertraukimai - Procesoriai turi nutraukti kaukių registrą, leidžiantį įjungti ir išjungti aparatūros pertraukimus. Kiekvienas signalas yra šiek tiek įdėtas į kaukių registrą. Jei šis bitas nustatytas, pertraukimas įjungiamas ir išjungiamas, kai bitas nenustatytas, arba atvirkščiai. Signalai, pertraukiantys procesorius per šias kaukes, vadinami užmaskuotais pertraukimais.
- Neužmaskuojami pertraukimai (NMI) - NMI yra prioritetinė veikla, kurią reikia apdoroti nedelsiant ir bet kokioje situacijoje, pavyzdžiui, iš sarginio laikmačio sugeneruotas skirtasis signalas.
Programinė įranga pertraukiama
Procesorius pats prašo nutraukti programinę įrangą, įvykdęs tam tikras instrukcijas arba įvykdžius tam tikras sąlygas. Tai gali būti konkreti instrukcija, kuri suaktyvina pertraukimą, pvz., Paprogramės iškvietimus, ir gali būti netikėtai suaktyvinta dėl programos vykdymo klaidų, vadinamų išimtimis ar spąstais.
Suaktyvinimo metodai
Paprastai šie signalai yra skirti suveikti naudojant loginio signalo lygį arba signalo kraštą. Šie metodai yra dviejų tipų.
Lygio sukeltas pertraukimas
Šio tipo įvesties modulis iškviečia pertraukimą, jei tvirtinamas to paslaugų lygis. Jei pertraukimo šaltinis ir toliau tvirtinamas, kai programinės aparatinės įrangos pertraukimo tvarkyklė jį tvarko, šis modulis atsinaujina ir suaktyvina tvarkytuvą vėl kreiptis. Lygio sukeltos įvestys nėra geros, jei lieka tvirtinamos ilgesnį laiką.
Krašto sukeltas pertraukimas
Briaunos suaktyvintas pertraukimo įvesties modulis iškviečia pertraukimą, kai tik nustato tvirtinantį kraštą - krentantį ar kylantį kraštą. Briauna pastebima pasikeitus šaltinio lygiui. Tokio tipo trigeriams reikia nedelsiant imtis veiksmų, neatsižvelgiant į šaltinio veiklą.
suaktyvinimas lygiu kraštu
Sistemos diegimas
Pertraukimai aparatinei įrangai turi būti taikomi kaip skirtingi komponentai kartu su valdymo linijomis, arba integruota į atmintis posistemius. Kai diegimas atliekamas aparatinėje įrangoje, jam reikia programuojamo pertraukimo valdiklio (PCI), kad būtų galima prisijungti tarp procesoriaus įvesties kaiščio ir pertraukiančio įrenginio. PCI multipleksuoja įvairius pertraukimo šaltinius į vieną arba dvigubą procesoriaus liniją. Įdiegus atminties valdiklį, sistemos atminties adreso lizdas yra susietas tiesiogiai su pertraukikliais.
Bendri pertraukimo prašymai (IRQ)
Su krašto paleidžiamu pertraukimu, traukimu ar nuleidimu rezistorius naudojamas nutraukti liniją. Ši linija perduoda kiekvieną kiekvieno prietaiso impulsą. Jei pertraukimo impulsai, sugeneruoti iš skirtingų įrenginių, įvyksta arti laiko, procesorius turi pasitelkti impulso galą, kad nepraleistų pertraukimų, po kurių procesorius užtikrina kiekvieno įrenginio patikrinimą dėl paslaugų užklausų. Gerai veikiančios „Industry Standard Architecture“ (ISA) pagrindinės plokštės su pritraukiamaisiais rezistoriais, turinčios bendras IRQ linijas, turi gerai veikti. Tačiau daugybė prietaisų, dalijančių IRQ liniją senesnėse sistemose su blogai suprojektuota programavimo sąsaja, apsunkina pertraukimų apdorojimą. Kita vertus, nauja sistemos architektūra, tokia kaip PCI, padeda gerokai palengvinti šią problemą.
Hibridas
Hibridinis sistemos diegimo tipas turi tiek krašto, tiek lygio signalo derinį. Aparatinė įranga turi ieškoti krašto ir taip pat patikrina, ar signalas yra aktyvus tam tikrą laiką. Nematomo pertraukimo (NMI) įėjimui paprastai naudojamas hibridinis tipas, kuris užtikrina, kad klaidingi pertraukimai nepaveiks sistemos.
Pranešimas - Signalizuota
Pranešimo signalo nutraukimo užklausa dėl paslaugos, naudojant prietaiso signalus, perduodant pranešimą per a bendravimas kanalą, pvz., kompiuterį autobusas . Jie nenaudoja fizinio pertraukimo linijos. „PCI Express“ veikia kaip nuoseklioji magistralė ir naudojama tik kaip pranešimų signalo pertraukikliai.
Durų skambutis
Durų skambučio pertraukimas dažniausiai naudojamas kaip programinės įrangos sistemos mechanizmas, signalizuojantis apie kompiuterinę aparatinę įrangą, kad darbas būtų baigtas. Abipusiu aparatinės ir programinės įrangos susitarimu programinė įranga patalpina duomenis į gerai žinomą atminties vietą ir skambina prie durų, kad praneštų aparatinei įrangai, kad duomenys yra paruošti ir laukia jų apdorojimo. Dabar kompiuterio aparatūros įrenginys supranta, kad duomenys yra teisingi, ir juos atitinkamai apdoroja.
Daugiaprocesorinis IPI
Daugiaprocesorinės sistemos, procesoriaus pertraukimo užklausa siunčiama kitam procesoriui per tarpinius procesorius (IPI)
Tipiniai naudojimo būdai / programos
Tai yra galingi įėjimai, paprastai naudojami
- Aptarnavimo aparatūros laikmačiai, valdo klaviatūros smūgius ir pelės veiksmus
- Greitai reaguokite į įvykius, susijusius su laiku ar realiuoju laiku
- Duomenų perdavimas į išorinius įrenginius ir iš jų
- Reaguoja į prioritetines užduotis, tokias kaip išjungimo signalai, spąstai ir sargų laikmačiai
- Nurodo nenormalius procesoriaus įvykius
- Išjungimo išjungimas numato energijos praradimą, leidžiantį tvarkingai išjungti sistema
- Periodiniai pertraukimai, kad būtų galima sekti absoliučią laiką
DUK
1). Kodėl naudojami pertraukimai?
Jie naudojami norint atkreipti centrinio procesoriaus dėmesį į paslaugas, kurių reikalauja aparatinė arba programinė įranga.
2). Kas yra NMI?
NMI yra neužmaskuojamas pertraukimas, kurio procesorius negali ignoruoti ar išjungti
3). Kokia yra pertraukimo patvirtinimo eilutės funkcija?
Procesorius siunčia signalą į įrenginius nurodydamas, kad jis yra pasirengęs priimti pertraukimus.
4). Apibūdinkite aparatūros pertraukimą. Pateikite pavyzdžių
Ją sukuria išorinis įrenginys arba aparatinė įranga, pvz., Klaviatūros klavišai arba pelės judėjimas iššaukia aparatūros pertraukimus
5). Apibūdinkite programinės įrangos pertraukimą.
Tai apibrėžiama kaip speciali instrukcija, kuri iškviečia pertraukimą, pvz., Paprogramės skambučius. Programinės įrangos pertraukimai gali būti netikėtai suaktyvinti dėl programos vykdymo klaidų
6). Kuris pertraukimas turi didžiausią prioritetą?
- Neužmaskuojamas kraštas ir lygis suveikė
- TRAP turi aukščiausią prioritetą
7). Pateikite keletą pertraukimo būdų
- Greitai reaguokite į įvykius, susijusius su laiku ar realiuoju laiku
- Duomenų perdavimas į išorinius įrenginius ir iš jų
- Reaguoja į prioritetines užduotis, tokias kaip išjungimo signalai, spąstai ir sargų laikmačiai
- Nurodo nenormalius procesoriaus įvykius
8). Kas yra hibridinis sistemos diegimo tipas?
Hibridinis sistemos diegimo tipas turi tiek krašto, tiek lygio signalo derinį. Aparatinė įranga turi ieškoti krašto ir taip pat patikrina, ar signalas yra aktyvus tam tikrą laiką.
Šiame straipsnyje mes supratome pertraukia ir kaip jie naudojami vykdant prašomas paslaugas. Mes taip pat aptarėme, kokie yra sistemos tipai, sistemos diegimas ir jos panaudojimas.
