Үзу контроллері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қаныш Сәтбаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық Университеті

Есептеу техника кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Үзу контроллері

Қабылдаған: оқытушы

Члимова А. С.

Тапсырған:

студент: Орынбасарова Б. К.

тобы: ЗБИ-00-01қ

мамандығы: 3704

Алматы 2003

КІРІСПЕ

Ассемблер тілі фактылы түрде командалардың коды атауларымен алмастырылған машиналық тіл болып табылады. Адам сандарға қарағанда атауларға жақсы бағытталады, сондықтан ассемблер тілін логикалық тілге қарағанда түсіну оңай. Сонымен қатар атаулардың өздері туралы айтып тұрады.

Үзу деп микропроцессорды уақытша басқа программаның орындалуына, бірақ кейін тоқтатылған программаға қайтып оралатындай етіп ауыстырып қосатын прцесс деп түсінуге болады.

Үзулер механизмін қолдану бізге не береді деген сұрақ туындайды? Ол тек сыртқы құрылғылармен ғана емес, сонымен қатар программалармен ыңғайлы басқаруға мүмкіндік береді. Пернетақтада пернені басқанда сіз басу арқылы басылған пернені түсінетін программаның шақырылуын орындайсыз. Бұл кезде оның коды пернетақта буферіне кейін ол басқа программамен немесе операциялық жүйемен оқылатындай етіп енгізіледі. Мұндай өңдеу уақыты кезінде микропроцессор белгілі бір программаның жұмысын тоқтатады, яғни үзу өңдеу процедурасына ауыстырылып қосылады. Бұдан кейін берілген процедура қажетті іс-әрекеттерді орындағаннан кейін, тоқтатылған программа өз жұмысын жалғастырады.

ҮЗУ ТУРАЛЫ ТҮСІНІК

Үзу деп микропроцессорды уақытша басқа программаның орындалуына, бірақ кейін тоқтатылған программаға қайтып оралатындай етіп ауыстырып қосатын прцесс деп түсінуге болады.

Үзулердің жіктелуі

Жоғарыда айтылғанға қарап үзулерді сыртқы және ішкі деп бөлуге

болады

Сыртқы үзулер деп микропроцессорға қарағанда сыртқы жағдайлармен шақырылатын (яғни сыртқы үзу сигналдары INTR және NMI-ға беріледі) .

1 - сурет. Intel микропроцессорлары негізінде компьютердің үзу жүйесі

INTR (Interrupt Request) - үзуді сұрату. Сыртқы құрылғылардан келетін сұратуларды қабылдайды. Мысалға: сағат, пернетақта, қатты диск және т. б.

NMI (No Maskable Interrupt) - маскаланбаған үзулер үшін қолданылады.

Ішкі үзулер микропроцессорда есептеу процесі кезінде екі жағдайда пайда болады:

ескерту немесе ескертетін жағдай (белгілі бір программаның командасын орындау кезінде пайда болатын микропроцессордың дұрыс емес ішкі күйі) ;
Int x, x машиналық командамен өңдеу. Үзудің бұл типі көмегімен программист керек уақытта өзінің сұратуларын өңдеу үшін операциялық жүйеге, не BIOS-қа, не өзінің үзу өңдеу программаларына оралады. Аппараттық және программалық үзу өңдеу құралдарының сипаттамасы

Үзу жүйесі деп үзу механизмін іске асыратын программалық және аппараттық құралдардың жиынтығын айтады.

Үзу жүйесінің аппаратты құралдарына мыналар жатады:

микропроцессордың шығыстары:INTR - кірген сыртқы үзу сигналының шығысы. Бұл кіріске i8259А үзу контроллерінің микросхемасынан шығатын сигнал келіп түседі; INTA - микропроцессордың шығыс сигналын, яғни үзу сигналын алғаны жөнінде растау шығысы. Бұл шығыс сигналы i8259А үзу контроллерінің микросхемасының INTA кірісіне келеді;
i8259А программаланатын үзу контроллерінің микросхемасы. Ол 8 әртүрлі сыртқы құрылғыдан келетін үзу сигналдарын қабылдауға арналған;
сыртқы құрылғылар: таймер, пернетақта, магнитті дискілер және т. б. ;

Нақты жұмыс режимінің үзу жүйесіндегі программалық құрылғыларына мыналар жатады:

үзулердің векторлық кестесі. Бұл кестеде белгілі бір форматқа (ол микропроцессордың жұмыс режиміне тәуелді) сәйкес үзуді өңдейтін процедураның сілтемелері бар;
flags\eflags жалаушалар регистріндегі келесі жалаушалар:IF (Interrupt Flag) - үзу жалаушасы. Аппаратты үзулерді, яғни INTR кірісі бойынша келетін үзулерді маскалауға (болдырмауға) арналған. Үзулерді өңдеудің басқа жалаушаларына әсері жоқ. Егер IF=1 болса, онда микропроцессор сыртқы үзулерді өңдейді, ал егер IF=0 болса, онда INTR кірісіне келетін сигналдарды қабылдамайды; TF (Trace Flag) - трассировка жалаушасы. Жалаушаның бірлік күйі микропроцессорды командалық жұмыс режиміне аударады. Командалық жұмыс режимінде әр машиналық команданың орындалуынан кейін микропроцессорда 1 номерлі ішкі үзуі таңданады да, берілген үзуді өңдеу алгоритмге сәйкес орындалады;

3) микропроцессордың машиналық командалары: int, into, iret, cli, sti

ПРОГРАММАЛАНАТЫН ҮЗУ КОНТРОЛЛЕРІ

Үзу контроллері келесі әрекеттерді орындайды:

8 құрылғыдан келетін үзулерді өңдеудің сұратуын белгілеп, одан бір сұрату қалыптастырып, оны микропроцессордың INTR кірісіне беру.
Үзу векторының номерін қалыптастырып оны мәліметтер шинасына шығару.
Үзулерді өңдеудің дәрежесін ұйымдастыру.
Белгілі бір номері бар үзуді болдырмау ( маскалау) .

2-сурет. i8259A шығыстарының құрылымдық және сұлбалық көрінісі

i8259A шығыстарының қызметін қарастырайық:

do…d7 - жүйелік мәліметтер шинасына тұйықталатын шығыстар. Олар арқылы үзудің вектор номері беріледі және де басқарылатын ақпарат қабылданады.

INT - микропроцессордың INTR кірісіне берілетін үзу сұрату шығысының шығыс сигналы.

INTA - микропроцессордың үзудің қызмет көрсетуге алынғанын растайтын сигналын шығаруға арналған шығысы.

irq0…irq7 - сыртқы құрылғыларда үзуге кіріс сигналдарын сұратуға арналған шығыстар.

Бұл контроллердің негізгі қасиеті - оның программалануы. Бұл қасиеті апппаратты үзулерді өңдеудің алгоритмін өзгертуге мүмкіндік береді. Осыған байланысты i8259A микросхемасының 2 күйі болады:

үзулерге қызмет көрсету параметрлерін баптау күйі кезінде белгілі бер рет бойынша басқарылатын сөздерді жіберу арқылы контроллердің инициализациясы орындалады;
жұмыс күйі дегеніміз контроллердің жай күйі. Бұз жағдайда үзуге сұрату фиксацияланады және микропроцессор үшін баптау параметрлерімен сәйкес басқарылатын ақпарат қалыптасады;

Үзу контроллерінің негізгі құрылымдық компоненттерінің қызметін қарастырайық:

үзуге сұрату регистрі IRR (Interrupt Request Register) - 8 разрядты регистр, irq0…irq7 кірістеріне сигналдардың келуін бақылайды. Бақылау сәйкес битті бірлік күйге келтірілуімен сипатталады. ;
үзулерді маскалау регистрі IMR (Interrupt Mask Register) - 8 разрядты регистр, оның көмегімен сәйкес кіріске (деңгейге) irq0…irq7 келетін үзуді сұратуды рұқсат бермеуге болады. Үзудің белгілі бір деңгейін маскалау үшін IMR регистрінің сәйкес биттерін орнату керек. Бұл операция 20h портын программалау арқылы іске асады;
қызмет көрсететін үзулер регистрі ISR (Interrupt Service Register) - 8 разрядты регистр, оның бірлік күйі микропроцессорда дәл қазір қандай үзулер деңгейлері талданып жатқаны көрсетіледі;
приориттер арбитрі PR (Priority Resolver) - берілген блоктың функциясы irq0…irq7 кірістеріне бір мезетте келетін сұратулардың келіспеушіліктерін шешу;
басқару блогы - бұл блоктың негізгі функциясы үзу контроллерінің және микропроцессордың мәліметтер шинасы арқылы ақпараттық алмасуды ұйымдастыру;

Сыртқы құрылғыдан келетін сигналдың өңделуін және өтуін қарастырайық. Ол үшін үзу контроллерінің құрылымдық схемасын қолданамыз (2 - сурет) .

Мысалға irq0 кірісіне үзу сигналы келді дейік. Ол IRR регистрінің нольдік битін орнатады. Бұл регистр IMR маска регистрімен байланысқан, оның күй биттері үзудің қандай деңгейі рұқсат етілмеген екенімен анықталады. Берілген регистрді басқару 21h порты арқылы жүргізіледі. Осылайша IMR-дағы 0 бит немесе өңдеуге жіберілген (нольдік) биттер нольге тең болса, онда 0 деңгейлі үзу рұқсат етілген. Ары қарай сигнал приоритеттер арбитрына өтеді. Біз айтып кеткендей бұл блоктың функциясы - бірнеше деңгейге бір мезетте келетін сұратулардың келіспеушіліктерін шешу. Әдетте irq0 деңгейінде ең жоғарғы приоритет болады, ары қарай приоритет деңгейі номері өскен сайын азаяды. Егер келіспеушілік жоқ болса, онда сигнал үзу контроллерін басқару сұлбасына беріледі, ал ол өз кезегінде сигналды INT шығысында қалыптастырады. Бұл шығыс микропроцессордың INTR кірісімен байланысқан. Осылай i8259A кірісіндегі сигнал микропроцессорға жетеді.

INTR кірісіне сигнал келіп түскен кезде микропроцессорда келесі әрекеттер орындалады:

IF жалаушасы талданады. Егер IF=1 болса, онда аппаратты үзулер рұқсат етілген, ал IF=0 болғанда рұқсат етілмеген.
Егер үзулер рұқсат етілмеген болса, онда үзуге сұрату IF-ты бірге орнатқанға дейін күтеді.
Егер үзулер рұқсат етілген болса, онда микропроцессор келесі әрекеттер орындайды:

IF жалаушасын нольге орнатады;
Микропроцессордың INTA шығысында үзуге рұқсат етілген сигналды растайды. Микропроцессордың бұл шығысы i8259A микросхеманың аттас шығысында тұйықталған;

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.