Общая последовательность реакций мп на сигналы прерываний

Она примерно одинакова для всех МП и содержит следующее:

1. генерируется внешний или внутренний сигнал прерывания, который подается на вход МП. На этой линии по схеме ИЛИ объединяются запросы всех устройств, работающих в режиме прерывания.

2. процессор завершает текущую команду и если прерывания разрешены (незамаскированы) формирует сигнал подтверждения прерывания. До получения этого сигнала устройство сохраняет активный уровень сигнала запроса на прерывание.

3. осуществляется запоминание и сохранение состояния основных узлов МП в стековой памяти.

4. процессор осуществляет выборку прерывания устройства с наиболее высоким приоритетом для перехода к соответствующей программе обработки прерывания (ISR)

5. по номеру прерывания в таблице векторов прерываний находят начальный адрес ISR, подпрограмма обслуживания прерывания считывается и выполняется.

6. по команде IRET, которой завершаются все подпрограммы обслуживания прерываний, восстанавливается состояние МП, для чего из стековой памяти извлекается запомненное состояние МП и возобновляется выполнение прерванной программы.

Для чего счетчик команд адресует ту команду, которая выполнялась бы при отсутствии прерывания. После обслуживания прерывания выполнение рабочей программы продолжается обычным образом.

Объем временно запоминаемой информации определяется особенностями подпрограммы обслуживания прерывания. Процесс запоминая состояния содержания внутренних регистров после восприятия сигнала прерывания и восстановление его по окончании работы подпрограммы обслуживания прерывания называется контекстным переключением МП.

Скорость контекстного переключения оказывает заметное влияние на производительность, особенно в условиях интенсивных прерываний. Поэтому во многих МП предусматриваются специальные средства по ускорению контекстных переключений. Например, выделяются специальные команды, содержащие группы регистров, которые загружают информацию в стек и извлекают ее из стека. В идеальном случае на контекстные переключения должно отводится минимальное число команд и времени.

Все виды прерываний делятся на две большие группы:

 программные

 аппаратные

Благодаря программным прерываниям любая программа по ходу выполнения может инициировать прерывание. Тогда выполнение этой программы прервется и начнет выполняться обработка инициированного прерывания, после чего процессор вновь вернется к прерванной программе.

Аппаратные прерывания делятся на внутренние прерывания и внешние. Внешние прерывания бывают маскируемые и немаскируемые. Системой прерываний называется совокупность аппаратных и программных средств, с помощью которых в современных микроЭВМ осуществляется реализация прерываний. С помощью аппаратных средств обнаруживаются сигналы запросов на прерывание, организуется запоминание информации, необходимой для начала функционирования программных средств, а также для передачи управления программой ISR и для восстановления основной программы. С помощью программных средств производится запись в стековую память, определяется номер и тип устройства, вызвавшего прерывание, тип ошибки. Все это возлагается на ПО. ПО иногда и обеспечивает и способ возвращения к прерванной программе. Для оценки эффективности использования аппаратных и программных средств существуют следующие показатели:

• время реакции системы на прерывания

• время потерь в ВС, которое тратится на непроизводительные контекстные переключения

• насыщение системы прерываний. В нормально работающей вычислительной системе такая ситуация недопустима. Т.е. в момент поступления очередного запроса данного типа прерывания предыдущий запрос такого же типа не обработан.

Основные причины насыщения:

• одновременная работа большего количества устройств или программ, чем допустимо

• отсутствие согласования временных характеристик источников прерывания с блоком прерываний МП.