Распределение прерываний в ПК на базе процессоров х86

Классы сигналов прерывания

Принципы организации системы прерывания программ

Рис. 4.19.

Левая блок-схема показывает организацию EV6. Каждый процессор имеет собственную шину для соединения с логическими схемами, даже если в системе установлено несколько процессоров. На правой блок-схеме Вы можете видеть решение, основанное на GTL+ шине: ширина системной шины зафиксирована и делится между доступными ей процессорами (рис. 4.19).

Для обеспечения перехода от одной программы к другой в мультипрограммной ЭВМ вводится так называемый режим прерывания программ.

Прерывание программы — способность процессора прекращать выполнение текущей программы и ее управление при возникновении определенных условий. Сигналы, вызывающие прерывание программы, называются сигналами прерывания или запросами прерывания.

В зависимости от условий возникновения сигналы прерывания подразделяют на пять классов:

1. Прерывание от схем контроля, или машинное прерывание, возникает в случае обнаружения ошибок в каких-либо блоках и устройствах ЭВМ. При этом происходит переключение к диагностической программе, позволяющей локализовать место неисправности.

2. Программное прерывание, или прерывание из-за ошибок программы, возникает при обнаружении ошибок в программе или при появлении необычных ситуаций при ее выполнении. Например, при переполнении разрядной сетки, делении на нуль и т. п.

3 Внешнее прерывание возникает в случае появления сигналов от внешних объектов: датчиков времени (электронных часов), кнопок запросов на пультах инженера и оператора и других ЭВМ, подключенных к данной ЭВМ; аппаратуры передачи данных по линиям связи, от датчиков технологических процессов и т. п.

4. Прерывание от устройств ввода-вывода позволяет процессору получать информацию о состоянии каналов и периферийных устройств и отвечать на эти сигналы. Это прерывание от устройств ввода-вывода сформируется, когда канал и ПфУ не могут выполнить за данную операцию; при возникновении особой ситуации в процессе выполнения операции ввода-вывода (ошибка в информации, обрыв перфоленты и бумаги, замятие перфокарты и др.); в момент окончания операции ввода-вывода.

5. Прерывание при обращении к управляющим подпрограммам-диспетчеру в случаях, когда предусмотрено выполнение каких-либо действии по управлению ЭВМ и ВС. Например, если при выполнении рабочей программы нужно выполнить действие, выходящее за пределы возможностей системы команд ЭВМ, то процессор формирует запрос на прерывание в виде обращения к соответствующей подпрограмме, которая реализует затребованное действие, после чего управление вновь передается прерванной программе. Путем обращения к управляющим программам организуется ввод-вывод, перераспределение памяти, прекращается выполнение программы.

Все ПК, базирующиеся на процессорах семейства х86 управляются с помощью прерываний, генерируемых аппаратным или программным обеспечением. Эти прерывания могут быть разделены на семь категорий:

- прерывания микропроцессора;

- аппаратные;

- программные;

- операционной системы;

- BASIC;

- адресное и общего назначения.

Прерывания микропроцессора и аппаратные прерывания встроены в процессор и аппаратное обеспечение ПК. Восемь из 16 возможных прерываний не могут быть изменены. Прерывания распределены следующим образом, см. табл. 5.1.