Внешние прерывания

А) немаскируемые (NMI) – обрабатываются МП независимо от состояния флага разрешения прерываний IF

Понятие «маски» тесно связано с системой прерывания. В связи с тем, что процессор должен обеспечивать такой способ обработки прерываний, при котором прерывания по отдельным причинам могут быть запрещены в течение некоторого промежутка времени, в то время как для других запросов прерывания разрешены.

В современных ПК широкое распространение получило программное управление приоритетами на основе маски. Маска – это двоичный код и разряды в нем соответствуют отдельным причинам или уровням прерываний. Маску еще называют кодом защиты от прерывания. Если разряд маски находится в состоянии «0», то такое прерывание замаскировано и МП не реагирует. Если «1», то соответствующее прерывание не замаскировано и МП воспринимает этот запрос на прерывание. Маскируются чаще всего запросы от внешних периферийных устройств.

К NMI относятся прерывания от схем управления энергопотреблением, по машинной ошибке, от контроллеров шин.

Эти прерывания поступают на вход МП по линии NMI, а от схем управления энергопотреблением по линии SMI.

Если во время обработки немаскируемых прерываний появляется какой-либо другой запрос на прерывание, то вложенного прерывания не будет, т.к. повторный вызов подпрограммы NMI возможен только после выполнения команды IRET обрабатываемого прерывания NMI. Прерывание SMI от схем управления энергопотреблением имеют наивысший приоритет и обслуживаются несколько иначе, чем обычные. В режиме SMM подпрограмма обработки такого прерывания находится не в ROM-BIOS, а в специально отведенной памяти, находящейся на материнской плате SM-RAM и по прерыванию SMI состояние МП записывается не в стек, а в память SM-RAM. После чего начинается подпрограмма выполнения обработки данного прерывания начиная с определенного адреса в памяти SM-RAM.

В режиме SMM обычные прерывания запрещены, в т.ч. и немаскируемые, т.к. в этом случае основная память недоступна.

Выход из режима SMM происходит по команде RSM, завершающей обработку прерывания SMI. По этой команде автоматически восстанавливается состояние МП и МП возвращается к выполнению прерванной программы.

Маскируемые прерывания

Маскируемые внешние прерывания – это прерывания от внешних (периферийных) устройств и обработка таких прерываний в таких случаях может быть отложена на небольшой промежуток времени (один или несколько машинных тактов), обработка таких прерываний происходит на специальных микросхемах, называемых контроллерами прерываний. Примером таких микросхем может быть 8259А.

В первых PC типа XT на которых были установлены шины ввода-вывода шины ISA 8-разрядные.

На контроллерах было 8 линий, на которые приходили запросы от различных устройств, и один выход – по которому запросы на прерывание поступали в МП. МП в ответ на запрос на прерывание формирует шинный цикл подтверждения запроса на прерывание, в котором контроллер прерываний передает процессору по шине данных 8-разрядный номер прерывания. Этот номер является и номером приоритета.

В PC AT число входов в контроллер прерываний увеличилось с 8 до 16, так как в этих компьютерах и шина ISA уже стала 16-разрядной. Входы в контроллер прерываний называются линиями запросов на прерывание, лил линии IRQ.Каждая линия IRQ может использоваться только одним устройством. Это обычно происходит, если адаптеры вставлены в шины ISA. В современных PC адаптеры, вставленные в слоты PCI, могут совместно использовать линию IRQ. Каждый из контролеров прерываний имеет по 8 входных линий IRQ для приема запросов на прерывание об один выход INT, по которому запросы на прерывание поступают на соответствующий вход МП.

Контроллеры могут включаться каскадно. Микросхема 8259А допускает каскадное подключение 8 таких контроллеров.

В современных PC контроллеры прерываний интегрированы в чипсеты (микросхемы системной логики).