Как CPU или APU реагирует на прерывания

Программа – это список команд, выполняемых CPU ИЛИ APU для решения некоторой задачи. Предположим, вы используете браузер для навигации в WEB, CPU ИЛИ APU в свою очередь затрачивает большую часть времени на выполнение команд браузера для отображения текста и графики. Процессор занят обработкой команд, но компьютер реагирует на движение мыши, перемещая курсор на экране. Для этого CPU ИЛИ APU реагирует на прерывания, генерируемые мышью. Когда CPU ИЛИ APU обнаруживает прерывания, он останавливает выполнение текущей задачи (прерывается) для выполнения команд относящихся к определенному устройству. Команды, выполняемые CPU ИЛИ APU для обнаружения и обслуживания устройства называется обработчиком прерываний устройства. После обработки прерываний ЦП продолжает выполнение предыдущей задачи. Когда процессор принимает прерывания на линии 12, не предполагается, что оно вызвано мышью. Более того, CPU ИЛИ APU не имеет значения какое устройство генерирует событие. Вместо этого процессор содержит таблицу адресов памяти, в которой каждому прерыванию соответствует запись.

Когда возникает прерывание CPU ИЛИ APU, начинает выполнение команд обработчика прерываний, которое занимает адрес памяти соответствующий ему. Процессору безразлично, для какого устройства он выполняет команды.

Область памяти

Не все устройства подключаемые к ВС требуют наличия IRQ. При установке устройств в системный блок его подключают к шине определенного типа. Шина – это просто набор проводников. Устройство включаемое в слот расширения обычно требует собственной линии прерываний. Возможен и другой вариант, когда устройство подключается к универсальной последовательной шине USB (universal serial bus) или SCSI-шине. В этом случае шина используется для взаимодействия с контроллером (электронной схемой (МС), которая управляет шиной). Контроллер в свою очередь исполняет прерывание для взаимодействия с CPU ИЛИ APU

Мышь CD A:B Модем Винчестер

Выбор линии IRQ для устройства, которые взаимодействуют с CPU ИЛИ APU.

Устройства, которые взаимодействуют с CPU ИЛИ APU, исключая прерывания для обладающих собственной линией IRQ. При попытке использования одной и той же линии IRQ двумя устройствами возникает конфликт, который не позволяет функционировать обоим устройствам. Их называют IRQ-конфликтами. Методика выбора IRQ для устройства зависит от его типа. В некоторых случаях использует переключатель, которые находятся на плате устройства. Иногда это перемычки - их паяют или используют специальные программы. Чтобы избежать конфликтов при установке нового устройства нужно знать как оно функционирует с CPU ИЛИ APU. Если устройство подключено к USB или SCSI шине для него не нужно указывать линию IRQ. Такие устройства самоконфигурируются, чтобы использовать ресурсы незанятые системой. При подключении устройства не Plug and Play в слот материальной платы, необходимо определить какие прерывания достигаются в данный момент, а затем сконфигурировать устройство таким образом, чтобы оно использовало доступную линию IRQ.

Определение используемых в системе прерываний.

Программа «Сведения о системе»

0- 1- 2- . . . 15-

Каскадные IRQ.

Первые ВС поддерживали 8 линий прерываний . С появлением ЦП 80286 был добавлен 2-ой контроллер прерываний , что обеспечивает поддержку 16 линий прерываний . В таблице прерываний указано , что когда CPU ИЛИ APU принимает прерывание по линии 2 ЦП распознаёт , что IRQ соответствует 2-му котроллеру , а следовательно прерываниям от 8-15.

После приёма сигнала прерывания по линии 2 процессор анализирует порты ввода\вывода OxAO и OxA1 , чтобы определить какое прерывание на 2м контроллере в действительности.

Передача информации вслед за IRQ.

С помощью прерываний устройство сигнализирует CPU ИЛИ APU о том , что для ни необходимо выполнить определённые действия . После получения запроса на прерывание , процессор запускает коды соответствующего обработчика. Обработчик прерываний принимает от устройства информацию об операциях , которое ЦП выполняет для устройства.

Например , когда перемещаем мышь , её электроника генерирует прерывание по линии 12. Тоже происходит при щелчках на кноВСи мыши. Обработчик прерываний должен определить какое действие с мышью вызвало прерывание. Для передачи этой информации обработчик прерываний использует специальные. область памяти, называемые портами ввода\вывода I\O. Адрес порта используемого для взаимодействия с CPU ИЛИ APU зависит от типа устройства. Каждое устройство используещее прерывание обладает уникальным адресом портов . Например клавиатура: 0060-сброс контроллера клавиатуры, 0064-составляет коды контроллера. Уникальные адреса также необходимы устройствам как и уникальные линии IRQ. Если два устройства используют один адрес порта , возникает ошибка, которая исключает их правильное функционирование. При установке платы расширения, которая не поддерживает автоматически конфигурируемые устройства нужно обеспечить, чтобы устанавливаемые параметры порта устройства не конфликтовали с существующими устройствами. Предпринимаемые для установки адресов порта действия зависят от типа устройства. В одних устройствах используется переключатели , в других джамперы, в третьих программные средства.

Определении адресов портов использующих системой.

Чтобы определить , какие устройства ввода/вывода используется в системе в данный момент времени можно воспользоваться «Утилитой о системе».

Обмен большими объемами данных с устройством.

Если устройства требуют обмена небольшими объемами информации, оно может взаимодействовать с обработчиком прерываний посредством портов ввода/вывода. Порт идеально подходит для мыши, которая движется предавая небольшой объем информации. ( величина перемещения или щелчок, двойной щелчок – распознается по интервалу времени между двумя обычными щелчками). Устройства, которые обрабатываются большие массивы данных, такие как CD или винчестер обычно использует стандартные области памяти для хранения информации, которую привод читает или записывает. Начальный адрес такой области называется базовым адресом устройства. При установке нового устройства может возникнуть необходимость указать уникальный базовый адрес ОЗУ, которое не используются другими устройствами. Отобразить области памяти можно с помощью утилиты «Сведения о системе».