Аппаратные прерывания

Внешние аппаратные прерывания формируются внешними по отношению к микропроцессору устройствами (клавиатурой, принтером, дисководами) с требованием уделить им внимание и выполнить совместно с ними те или иные процедуры. Например, сигналы внешних аппаратных прерываний формируются устройствами ввода-вывода в момент готовности этих устройств передать или принять данные. Если бы в системе не было аппаратных прерываний, то микропроцессору пришлось бы периодически опрашивать все устройства, чтобы проверить, не нуждается ли в обслуживании какое-либо из них. Запросы на внешние прерывания поступают в микропроцессор по двум входам, и сами прерывания делятся соответственно на маскируемые и немаскируемые. Запросы на маскируемые прерывания от внешних устройств обычно поступают на входы программируемого контроллера прерываний. Внешние устройства имеют приоритеты на обслуживание при возникновении сигналов прерываний. Уровень приоритета назначается исходя из конструктивных особенностей и быстродействия конкретного внешнего устройства. Если одновременно возникают несколько сигналов прерываний, то микропроцессор в первую очередь обслуживает прерывание от устройства с наивысшим приоритетом. Второе прерывание запоминается и обрабатывается после окончания процедуры обработки первого прерывания. Для разрешения приоритетных конфликтов и управления маскированием используется программируемый контроллер прерываний. Контроллер принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор. Микропроцессор, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерывания является программируемым.

Запросы на немаскируемое прерывание обычно используются для прерывания работы микропроцессора при катастрофических событиях, требующих немедленной реакции.

Внутренние аппаратные прерывания – это события, которые произошли внутри микропроцессора и распознаются им как сигналы прерывания. Внутренние аппаратные прерывания процессора возникают в следующих случаях:

1. прерывание по ошибке деления (деление на 0),

2. прерывание по переполнению (генерируется, если в регистре признаков установлен флаг OF),

3. пошаговое прерывание (вырабатывается автоматически при TF=1 в регистре признаков микропроцессора),

4. неопределенный код операции.

Программные прерывания

Программные прерывания не привязаны к конкретным аппаратным ресурсам и обычно рассматриваются как вызовы подпрограмм.

Пользовательские прерывания – это обычные процедуры, которые вызывает текущая программа для выполнения предусмотренных в ней стандартных подпрограмм. При многопрограммной работе микропроцессора пользовательские прерывания устанавливаются для указания приоритета выполнения прикладных программ.

Одно из главных назначений BIOS-прерываний – обеспечение доступа к аппаратуре микроЭВМ со стороны операционной системы и программ пользователя. BIOS является компонентом микроЭВМ и выполняет следующие функции:

• инициализация микроЭВМ, т.е. приведение в исходное состояние всех элементов микроЭВМ при включении питания,

• тестирование, т.е. проверка комплектности и работоспособности аппаратных и программных ресурсов микроЭВМ,

• инициализация операционной системы, обработка программных и аппаратных прерываний, выполняющих служебные процедуры и операции с внешними устройствами,

• управление устройствами ввода-вывода микроЭВМ.

DOS-прерывания обеспечивают доступ программ пользователя к системным ресурсам. Прерывания DOS часто называют прерываниями верхнего уровня, так как в этих прерываниях меньше учитываются технические особенности элементов микроЭВМ.