9. Последовательность прерываний.

Некоторыми видами прерываний управляют флажки IF и TF, которые должны быть правильно установлены. Если условия прерывания удовлетворяются и флажки установлены, микропроцессор завершает текущую команду, а затем реализует последовательность прерывания. Текущие (PSW), (CS), (IP) включаются в стек, в IP, CS помещается новое содержимое из двойного слова, адрес которого определяется типом прерывания и IP и CS сбрасываются. Новое (IP) и (CS) определяет начальный адрес выполнения процедуры прерывания. После обслуживания прерывания возврат в прерванную программу осуществляется командой, которая извлекает из стека IP, CS и PSW.

Рисунок

Двойное слово, в котором находится новое содержимое IP и CS называется указателем прерывания или вектором. Адрес указателя прерывания находится путем умножения типа на 4. Указатели прерываний могут занимать первые 1024 байта и их нельзя использовать для других целей, Некоторые из 256 типов резервируются ОС и инициализируются после включения ЭВМ.

Процедура прерывания.

Она может не заботиться о состоянии флажков, т.к. они запомнены в стеке. Но если процедура прерывания изменяет содержимое регистров, то она должна вначале их сохранить, а перед завершением восстановить.

Любая процедура прерывания заканчивается выполнением команды IRET (возврат из прерывания), которая восстанавливает из стека запомненное содержимое регистров IP, CS и флажков.

Некоторые прерывания удобно вызывать и тогда, когда прерываний нет. Есть команда прерывания, где тип прерывания определен в команде INTn.

Приоритеты прерываний.

Все прерывания устройства подключаются к контроллеру прерываний, а контроллер к процессору. Прерывания от некоторых периферийных устройств более срочные и важные, чем другие. Если прерывания от двух устройств возникают одновременно, то контроллер передает в процессор прерывание с более высоким приоритетом, а второе запоминает. Только процессор завершает обработку первого прерывания, контроллер сообщает ему о втором. Контроллер прерываний узнает о том, что прерывание обработалось, по специальной команде: OUT – код конца прерывания выводит в порт, подключенный к контроллеру. Эта команда записывается в конце процедуры прерывания.

10. Общие принципы ввода-вывода.

Т.е. передача информации между периферийными устройствами и центральным процессором и памятью. Периферийные устройства и внешняя память подключаются к системной шине через интерфейсы. Каждый интерфейс имеет набор регистров, называемых портами ввода-вывода, через которые ЦП и память взаимодействуют с внешними устройствами. Все взаимодействия с устройствами осуществляются через порты ввода-вывода в интерфейсе. В ЦП есть средства для передачи информации в порт и из него. Процессор может обращаться 2^16 (64К) 8 – битным портам, примерно также, как и к байтам памяти. Каждому порту назначен уникальный адрес.

Режим работы с периферией: опрос и по прерываниям. При опросе программа проверяет биты готовности, когда ей это нужно. При вводе-выводе по прерываниям интерфейс посылает в ЦП внешнее прерывание. Программное взаимодействие с портами осуществляется командами: IN AX, PORT, где PORT – константа от 0 до 255; и OUT PORT, AX.

В порт или из порта можно выдать байт или слово или последовательность байт – прямой доступ к памяти (ПДП), есть контроллер ПДП. В I8086 два адресных пространства: памяти и ввода-вывода. Для этого в шине управления предусмотрены линии, указывающие к какому пространству относится адрес на шине адреса.

Вывод из ЦП в управляющий или буферный порт осуществляется выдачей адреса на шину адреса и соответствующих сигналов на шину управления с последующей выдачей данных на шину данных.

Ввод из входного порта реализуется выдачей адреса и управляющих сигналов на соответствующие шины и ожиданием реакции интерфейса путем выдачи содержимого адресованного порта на шину данных. Адреса ассоциируются с портами а не с интерфейсами.

Процессор может обращаться 2^16 (64К) 8 – битным портам, примерно также, как и к байтам памяти. Каждому порту назначен уникальный адрес из диапазона из 0 до 2^16.любые два смежных 8-битных порта можно считать 16-битным портом аналогично слову памяти.

Интерфейс ввода-вывода.

Интерфейсы ввода-вывода – интерфейсы последовательной связи, т.е. устройства подают информацию в ЭВМ последовательно бит за битом по паре проводников. Буфер входных данных подключен к регистру сдвига с последовательным входом и параллельным выходом. Буферный регистр выходных данных, наоборот, подключен к регистру сдвига с параллельным входом и последовательным выходом. Связь может быть дуплексной (можно передавать и принимать в двух направлениях одновременно), полу дуплексной (в двух направлениях, но не одновременно) и симплексной (в одном направлении).

На последовательный интерфейс существует понятие стандарта (RS-232C), т.е. все цепи этого интерфейса имеют определенное стандартное значение и обрабатываются стандартными драйверами.

Параллельный интерфейс обеспечивает прием и выдачу на периферийное устройство нескольких бит по отдельным линиям. На такую связь стандарта нет, но существует стандарт производителей печатающих устройств (Centronix).

Программные таймеры и счетчики событий используются для определения временных интервалов центральному процессору и устройствам ввода-вывода.