- •7. Принципы управления микропроцессора.
- •7.1. Классификация микропроцессоров.
- •7.2. Декомпозиция мп.
- •7.3. Принцип аппаратного управления ("жёсткой" логики).
- •7.4. Принцип микропрограммного управления (гибкой логики).
- •7.5. Способы формирования сигналов управления
- •Код номера
- •7.6. Операционное устройство мп.
- •7.7. Обобщённая структурная схема мп.
- •Адресный блок
- •8. Элементы архитектуры мп.
- •8.1. Структура команд.
- •8.2. Способы адресации, основанные на прямом использовании
- •Номера реги- стров
- •Число 4527
- •Адрес 1765
- •8.3. Способы адресации, основанные на преобразовании кода команды.
- •8.4. Понятие вектора состояния мп.
- •8.5. Понятие системы прерывания программ.
- •8.6. Характеристики системы прерывания.
- •8.7. Способы организации приоритетного обслуживания
- •Счётчик
- •Счётчик
- •Компаратор
- •Код маски
- •8.8. Процесс выполнения команд. Рабочий цикл мп.
- •8.9. Конвейерная обработка команд и данных.
- •8.10. Особенности risc-архитектуры.
- •Регистры глобальных переменных
8.6. Характеристики системы прерывания.
Для оценки эффективности систем прерывания могут быть использованы следующие характеристики.
Общее число запросов прерывания определяется числом входов в систему прерывания.
Для пояснения последующих временных характеристик приведём упрощённую временную диаграмму процесса прерывания в предположении, что управление запоминанием вектора состояния МП и его возвратом возложено на саму программу.
В это случае она состоит из трёх частей, первая и третья из которых (подготовительная и заключительная) обеспечивают переключение программ, а вторая часть является собственно прерывающей программой.
Прерываемая
программа
Запрос прерывания
Прерывающая
программа
Собственно
прерывающая программа
tР
ttЗ
ttВ
Время реакции tР – это интервал времени между появлением запроса прерывания и началом выполнения прерывающей программы.
Поскольку прерывание допускается после окончания текущей МК или команды, то время реакции определяется в основном длительностью выполнения МК или команды, соответственно.
Для одного и того же запроса задержки в исполнении прерывающей программы зависят от числа прерывающих программ, имеющих старший приоритет. Поэтому время реакции определяют для запроса с наивысшим приоритетом.
Затраты времени на переключение программ (издержки прерывания) равны суммарному расходу времени на запоминание tЗ и восстановление tВ вектора состояния процессора: tИЗД = tЗ + tВ.
Глубина прерывания определяется максимальным числом программ, которые могут прерывать друг друга.
Глубина прерывания равна 1, если после перехода к прерывающей программе и вплоть до её окончания приём других запросов запрещается.
Очерёдность выполнения программ для этого случая можно представить в виде следующей диаграммы (а):
Запросы
прерывания
1 2 3
1
2 3
а)
1
2 3 2 1
б)
Если запрос окажется не обслуженным к моменту прихода нового запроса от того же источника, то возникнет так называемое насыщение системы прерывания.
В этом случае предыдущий запрос прерывания от данного источника будет утрачен, что недопустимо. Поэтому быстродействие МП, характеристики системы прерывания и частота возникновения запросов должны быть согласованы таким образом, чтобы насыщение было невозможным.
Число классов (уровней) прерывания.
Число различных запросов (причин) прерывания может достигать нескольких десятков, а то и сотен. В таких случаях часто запросы разделяют на отдельные классы (уровни).
Совокупность запросов, инициирующих одну и ту же прерывающую программу, образует класс или уровень прерывания.
Разделение запросов на классы прерывания производится следующим образом.
Запросы всех источников прерывания поступают на регистр запросов прерывания РгЗП, устанавливая соответствующие его разряды (флажки) в состо- яние 1. Запросы классов прерывания
I01
I11…IR1
I0i
I1i…IRi
I0k
I1k…IRk
…
…
…
…
…
…
ЗК1
ЗКi
ЗКk
1
ОСП
1
0 … 0
0
0 … 1
0
1 … 0
ИЛИ1
ИЛИ1
ИЛИ1
РгЗП
Информация о действитель-
Схема распознавания
класса прерывания
ной причине прерывания, поро- дившей запрос данного класса, со-
держится в коде прерывания.
Коды прерывания образуются совокупностью состояний соответствующих разрядов регистра запросов прерывания.
После принятия запроса прерывания на исполнение и передачи управления прерывающей программе соответствующий триггер регистра РгЗП сбрасывается.
Объединение запросов в классы прерывания позволяет уменьшить объём аппаратуры, но связано с замедлением работы системы прерывания.