第八章中斷系統(tǒng)

1、第 8 章,中 斷 系 統(tǒng),第8章 中斷系統(tǒng),教學(xué)重點(diǎn) 中斷的類(lèi)型 中斷的響應(yīng)條件、處理過(guò)程 中斷矢量表的分配 中斷嵌套的應(yīng)用,第一節(jié) 中斷的基本概念,一、中斷的定義,1、中斷,第一節(jié) 中斷的基本概念,2、中斷源 能發(fā)出中斷請(qǐng)求的外部或內(nèi)部設(shè)備都稱(chēng)為中斷源。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，每中斷源都有一個(gè)觸發(fā)器，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中斷觸發(fā)器構(gòu)成中段寄存器，其內(nèi)容稱(chēng)為中斷字或中斷碼。 8088/8086的中斷系統(tǒng)可以處理256種不同類(lèi)型的中斷。,第一節(jié) 中斷的基本概念,二、中斷分類(lèi)與中斷類(lèi)型碼,1、中斷分類(lèi) 硬件中斷：也稱(chēng)為外部中斷，是由外部硬件電路產(chǎn)生的。其中硬件中斷又分為可屏蔽中斷INTR和非屏蔽中斷NMI

2、。 軟件中斷：是在執(zhí)行指令的過(guò)程當(dāng)中引起的中斷，因此軟中斷也稱(chēng)為內(nèi)中斷。軟中斷都是非屏蔽性的。如：DIV指令、INT n中斷指令引起的中斷，單步中斷和斷點(diǎn)中斷等。 2、中斷類(lèi)型碼：為了更好地為中斷歸類(lèi)，我們把不同的中斷劃分為不同的類(lèi)型。 如類(lèi)型0為除法出錯(cuò)中斷；類(lèi)型1為單步中斷；類(lèi)型2為非屏蔽中斷,第一節(jié) 中斷的基本概念,三、中斷矢量表,1、中斷向量：每個(gè)中斷服務(wù)子程序的入口稱(chēng)為一個(gè)中斷向量。 2、中斷矢量表：把系統(tǒng)中所有的中斷向量按照一定的規(guī)律排列成一個(gè)表，就是中斷向量表，也稱(chēng)中斷矢量表。當(dāng)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU響應(yīng)中斷后即可查找中斷向量表，找出該中斷源的中斷向量，就可轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服

3、務(wù)子程序。,第一節(jié) 中斷的基本概念,三、中斷矢量表,中斷向量表位于內(nèi)存0段000003FFH的1K存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，各中斷向量按其中斷類(lèi)型碼的大小順序依次存放。每4個(gè)連續(xù)的字節(jié)作為一個(gè)中斷服務(wù)程序入口地址。高地址字單元中存放段地址CS，低地址字單元中存放偏移地址IP。如圖 (分析例子) 如果已知中斷類(lèi)型號(hào)為N，那么它所對(duì)應(yīng)的中斷入口地址為N*4,第一節(jié) 中斷的基本概念,三、中斷矢量表,例如：某設(shè)備的中斷類(lèi)型碼為2H，則中斷向量的存放位置為2H*4=8H，即0008H，設(shè)其中斷服務(wù)子程序的入口地址為4530H：2000H，則0008H000BH這四個(gè)單元中應(yīng)依次裝入00H，20H，30H，45H。,第二

4、節(jié) 中斷的基本原理,一、中斷過(guò)程 1.中斷請(qǐng)求 2.中斷響應(yīng) 3.中斷處理,第二節(jié) 中斷的基本原理,（一）中斷請(qǐng)求 中斷源：能發(fā)出中斷請(qǐng)求的外部設(shè)備。主要有 1、數(shù)據(jù)輸入/輸出外設(shè)請(qǐng)求中斷 2、定時(shí)器時(shí)間到申請(qǐng)中斷 3、故障報(bào)警申請(qǐng)中斷 4、程序高度設(shè)置斷點(diǎn)產(chǎn)生的中斷 注：申請(qǐng)中斷的外設(shè)接口電路中必須包含中斷請(qǐng)求觸發(fā)器。,第二節(jié) 中斷的基本原理,（二）中斷響應(yīng) 1、判斷響應(yīng)條件： 非屏蔽中斷（NMI），CPU若無(wú)總線請(qǐng)求立即響應(yīng) 可屏蔽中斷（INTR），必須同時(shí)滿足以下條件才響應(yīng)： A、無(wú)總線請(qǐng)求 B、無(wú)非屏蔽中斷請(qǐng)求 C、CPU允許中斷，即IF=1 D、CPU執(zhí)行完現(xiàn)行指令 2、若響應(yīng)則進(jìn)行

5、關(guān)中斷，緊接著就進(jìn)行中斷處理過(guò)程。,第二節(jié) 中斷的基本原理,（三）中斷處理 1、保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)(進(jìn)棧保護(hù)PUSH) 2、判別中斷源，選擇優(yōu)先級(jí)最高的中斷源，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口(段地址送CS，偏移量送IP) 3、如允許中斷嵌套需打開(kāi)中斷 4、執(zhí)行中斷服務(wù)程序 5、關(guān)中斷 6、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和斷點(diǎn)（POP） 7、開(kāi)中斷，中斷返回，返回原程序的斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行主程序。,第二節(jié) 中斷的基本原理,二、中斷優(yōu)先權(quán) 各類(lèi)中斷由高至低的順序如圖所示。 系統(tǒng)進(jìn)行中斷的優(yōu)先權(quán)判斷常常采用軟硬兩種方法： a、用軟件查詢方法確定中斷優(yōu)先權(quán) b、硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路,第二節(jié) 中斷的基本原理,三、中斷的嵌套 所謂的中斷嵌套是指在處理某一個(gè)中斷的過(guò)程中又發(fā)生了新的中斷，從而中斷該服務(wù)程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)而去執(zhí)行新的中斷處理的現(xiàn)象。 例：有1、2、3三級(jí)中斷源，他們的優(yōu)先級(jí)別由高到低的順序?yàn)?-2-1。假設(shè)在CPU執(zhí)行主程序的過(guò)程中，同時(shí)出現(xiàn)中斷請(qǐng)求3和1；在執(zhí)行的過(guò)程中出現(xiàn)了中斷2；當(dāng)執(zhí)行2的過(guò)程中又出現(xiàn)了中斷請(qǐng)求3。根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)和中斷的嵌套原理，判斷CPU進(jìn)行多重中斷處理的先后順序，并畫(huà)圖表示。,第8章教