ЛЕКЦИИ ПО ТСАУ

1. Режим вложенные прерывания.

Каждому из входов присваивается приоритет IR0, IR1, …IR7 в порядке убывания. ЗП с большим приоритетом могут прерывать обслуживание ЗП с меньшими приоритетами.

2. Режим круговых циклических приоритетов.

После появления ЗП на каком-либо входе и его обслуживания данному входу присваивается самый низкий приоритет, а приоритеты остальных запросов меняются в круговом циклическом порядке.

3.Режим адресуемых приоритетов.

Аналогично п. 2, но допускает программное указание входа, которому назначается самый низкий приоритет.

4.Режим опроса.

Вэтом режиме ЦП не реагирует на ЗП (прерывания запрещены). ВУ, требующее обслуживания, определяется чтением состояния ПКП (т.е. опрос состояния контроллера).

5.Специальный режим. В этом режиме незамаскированные запросы прерываний обслуживаются

впорядке их поступления.

6.5Схема включения программируемого контроллера прерываний к системной шине и внешним

устройствам

Рис. 6.3. Схема включения ПКП к системной шине и ВУ Назначение выводов БИС:

D7-D0 – выводы ШД, служат для приема управляющее информации от ЦП и передачи статусной информации в ЦП.

A0 – адресный вход, адресация внутренних регистров контроллера (2 адреса).

~CS (chip select) - выбор кристалла, разрешает или запрещает связь контроллера с системной шиной.

~CS = 0 – есть связь, ~CS = 1 – нет связи. Первый ПКП использует адреса – 20h, 21h. Второй ПКП использует адреса – A0h, A1h.

~RD, ~WR – ввод, вывод (сигналы ШУ), соединяются с линиями магистрали ~IOR и ~IOW.

INT (выход) – сигнал ЗП в ЦП.

~INTA (interrupt acknowledge) – сигнал РП от ЦП.

3

CAS2, CAS1, CAS0 – шина каскадирования. Для ведущего контроллера прерывания эти линии являются выходами, а для ведомого – входами.

~SP/~EN – указывает ведущий (1) или ведомый (0) ПКП.

IR0...IR7 – входы запросов прерывания от ВУ.

Аппаратные прерывания в порядке их приоритетов и назначения

6.6 Функциональный состав программируемого контроллера прерываний и его программная модель

IRR – Interrupt Request Register – регистр запросов прерываний,

IMR – Interrupt Mask Register – регистр масок прерываний, ISR

–Interrupt Service Register регистр обслуживаемых запросов, PR

–Priority Resolver – шифратор приоритетов.

Назначение регистров контроллера прерываний: IRR:

фиксирует ЗП на входах IR0-IR7 от ВУ. К каждому входу можно подключить одно ВУ. IRi=1, если на входе IRi появляется ЗП.

Входные цепи могут программироваться на восприятие уровня или фронта сигнала.

IMR:

Служит для маскирования или разрешения ЗП на отдельных входах.

Если IMi=1, то сигнал на входе IRi не обслуживается.

Маскирование входа IRi не запрещает прерывание на остальных входах.

ISR:

Хранит запросы, обслуживаемые ЦП.

На время обслуживания IRi ЦП, бит ISi устанавливается в 1.

Если ISi = 1, то прерывания от этого входа и входов с меньшими приоритетами запрещены.

Этот бит должна сбросить программа обслуживания прерывания по завершению работы или в процессе обслуживания ВУ.

PR:

Анализирует содержимое предыдущих трех регистров и определяет необходимость генерировать сигнал ЗП (INT) в ЦП, т.е. реализует схему учета

приоритетов и формирования АВП.

4

Лекция 7. Программирование контроллеров прерываний

7.1 Инициализация контроллеров прерываний

После включения питания БИОС выполняет инициализацию ПКП. При инициализации:

Устанавливается режим работы ПКП.

Номера типов прерываний.

Определяется ПКП1-ведущий, ПКП2-ведомый.

7.2Программирование контроллера прерываний в процессе обслуживания внешнего устройства и работы системы По окончании инициализации IMR обнуляется, следовательно, разрешаются ЗП на всех входах. Для программирования ПКП в работе системы используется 3 слова рабочих приказов: - Operation Command Word (OCW).

1.OCW1 – разрешение или запрет отдельных входов ЗП. OCW1 использует

нечетный адрес. Регистр масок всегда доступен ЦП для чтения и для записи.

Слова рабочих приказов OCW2 и OCW3 используются для управления текущим режимом работы ПКП. Оба слова передаются по четному адресу.

Для отличия OCW2 от OCW3 и ICW1(Initialization Command Word) используются два бита с номерами 4 и 3:

2. OCW2 используется при завершении процедуры обработки прерывания или смены текущего режима работы ПКП.

Формат OCW2:

1

Если MODE=00100000 = 20h, устанавливается режим вложенных прерываний и сбрасывается бит в регистре ISR, соответствующий последнему обслуживаемому запросу.

Пример: поступил ЗП на вход IR5. ЦП начал обслуживание, бит IS5=1, затем пришел ЗП на вход IR4, устанавливается IS4=1. Режим вложенных прерываний сохраняется. Пришел ЗП на IR3, устанавливается IS3=1.

Если поступает команда Port[$20]:=$20;, бит IS3 сбросится в 0, если еще раз поступает эта же команда, то сбросится бит IS4=0, следующая аналогичная команда сбросит бит IS5=0.

Если установить режим MODE=10100000 = A0h, устанавливается режим циклических приоритетов, сбрасывается бит с максимальным приоритетом, входу присваивается самый низкий приоритет. Если установить MODE = 11000L2L1L0 режим адресуемых приоритетов, номеру входа, определяемого полем L2L1L0, присваивается низший приоритет.

3. OCW3 используется для установки дополнительных режимов работы или опроса состояния ПКП. Формат OCW3:

SMM = 01101000 = 68h – незамаскированные запросы обслуживаются в порядке их поступления. SMM = 01001000 = 48h – восстанавливается приоритетное упорядочение запросов.

RRC = 00001010 = Ah – разрешение чтения регистра IRR. RRC = 00001011 = Bh – разрешение чтения регистра ISR.

После выполнения команды разрешения чтения регистра, чтение указанных регистров можно выполнять произвольное число раз до момента изменения OCW3. Чтение выполняется из того же адреса.

P=1→00001100 = Ch – разрешение чтения незамаскированного запроса с максимальным приоритетом.

Следующая операция чтения из регистра с четным адресом приводит к установке бита ISk с максимальным приоритетом, как будто получен сигнал INTA и передача ЦП в байта следующего формата I0000W2W1W0, где I показывает наличие ЗП (I=1, есть ЗП), а W2W1W0 показывают номер входа с наивысшим приоритетом.

2

4

Begin (Основная программа) Port[BA+$F]:=0; {ФРП=0}

Port[$21]:=Port[$21] or 8; {запрет прерывания ПКП} Port[BA+2]:=$FF; {режим}

Wait ({задержка ≈4мкс});

GetIntVec($B, OldIntVec); SetIntVec($B, IntADC);

Writeln(‗Укажите интервал дискретизации сигнала‘); readln(T);

Set_Time(T);

Port[BA+$F]:=1; {ФРП=1} Port[$21]:=Port[$21] and NOT 8; {IM3=0} {Фоновая программа}

Port[BA+$F]:=0; {}

SetIntVec ($B, OldIntVec);{ Вывод данных и обработка данных }

End.

7.6 Категории прерываний ЭВМ семейства IBM

Все прерывания процессора делятся на 3 категории:

1.Внешние или аппаратные прерывания.

2.Прерывания по особой ситуации или внутренние прерывания.

3.Программные прерывания.

1.Внешние или аппаратные прерывания генерируются ВУ в ответ на некоторые события, требующие внимания ЦП.

2.Внутренние прерывания возникают, когда ЦП наталкивается на абсолютно бессмысленные команды.

Пример: IntNo=0 – прерывание при делении на 0.

IntNo=1 – прерывание при установленном флаге TF=1 в регистре флагов. IntNo=2

– NMI – NoneMaskedInterrupt, немаскируемое прерывание.

Программные прерывания не возникают неожиданно они возникают, если какая-то программа вызывает это прерывание и служит для вызова других программ, которые находятся в: ПЗУ – BIOS, ОЗУ – DOS.

Основные черты программных прерываний

Программные прерывания функционируют так же, как и аппаратные прерывания. Программные прерывания не разделены по приоритетам и могут вызываться друг из друга. Аппаратное прерывание тоже может получить управление при выполнении программного прерывания.

Для вызова программных прерываний имеется ассемблерная команда INT <номер типа прерывания>. Реакции ЦП на эту команду:

1.Сохраняет свое состояние.

2.Определяет адрес ВП.

3.Загружает в СК содержимое ВП.

4.Приступает к выполнению соответствующей процедуры.

Вязыках высокого уровня также можно использовать программные прерывания. Они становятся доступны при объявлении в программе модуля DOS.* (или WinDOS.*).

5

Procedure Intr(IntNo:byte; var Regs: registers); (в Windows: var Regs:TRegisters). Тип Registers имеет тип:

Type Registers=record case integer of

0:(AX, BX, CX, DX,BP, SI, DI, DS, ES, Flags: word);

1:(AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, DH: byte) end;

Для Windows: Type TRegisters вместо Type Registers.

Один и тот же номер типа может содержать несколько функций. В регистре AH можно указать номер функции, в регистре AL – номер подфункции.

Краткий обзор функций BIOS

6