Datori izmanto pārtraukuma pieprasījumus, lai apstrādātu dažādas aparatūras funkcijas. Aparatūras pārtraukumus pirmoreiz ieviesa UNIVAC 1103 1953. gadā. Pirmo pārtraukuma maskēšanas gadījumu iestrādāja IBM 650 1954. gadā. Ir svarīgi piešķirt dažādām IRQ dažādām aparatūras ierīcēm, lai veiktu dažādas funkcijas. Programmas izpildes laikā ierīcēm, piemēram, tastatūrām, pelei, ir nepieciešami centrālā procesora pakalpojumi un tā rada pārtraukumu, lai pievērstu CPU uzmanību un apstrādātu pieprasīto pakalpojumu. Tie ir pazīstami kā pārtrauc . Viens no I / O ierīces autobusiem, kas paredzēts šim mērķim, ir pazīstams kā Interrupt Service Routine (ISR). Tie tiek izmantoti dažādās lietojumprogrammās, piemēram, laika ziņā jutīgiem notikumiem, datu pārsūtīšanai, uzsverot neparastus notikumus, sargsuņa taimeri, slazdi utt.
Kas ir pārtraukums?
Definīcija: To sauc par ievadi signāls kurai ir visaugstākā prioritāte aparatūras vai programmatūras notikumiem, kuriem nepieciešama tūlītēja notikuma apstrāde. Pirmajās skaitļošanas dienās procesors bija jāgaida signāls, lai apstrādātu visus notikumus. Procesoram jāpārbauda katra aparatūra un programmatūra, lai saprastu, vai ir kāds apstrādājams signāls. Šī metode patērētu vairākus pulksteņa ciklus un padarītu procesoru aizņemtu. Katram gadījumam, ja tiktu ģenerēts kāds signāls, procesoram atkal būtu vajadzīgs zināms laiks, lai apstrādātu notikumu, kas novestu pie sliktas sistēmas darbības.
Tika ieviests jauns mehānisms, lai pārvarētu šo sarežģīto procesu. Šajā mehānismā aparatūra vai programmatūra nosūtīs signālu procesoram, nevis procesoram, lai pārbaudītu signālu no aparatūras vai programmatūras. Signāls brīdina procesoru ar visaugstāko prioritāti un aptur pašreizējās darbības, saglabājot tā pašreizējo stāvokli un funkcijas, un pārtrauc pārtraukumu nekavējoties, to sauc par ISR. Tā kā tas ilgst neilgi, procesors atsāk parastās darbības, tiklīdz tās tiek apstrādātas.
Pārtraukt
Pārtraukšanas veidi
Tos klasificē divos galvenajos veidos.
Aparatūra pārtrauc
Elektroniskais signāls, kas nosūtīts no ārējas ierīces vai aparatūras, lai sazinātos ar procesoru, norādot, ka tam nepieciešama tūlītēja uzmanība. Piemēram, triecieni no tastatūras vai darbība ar peli izsauc aparatūras traucējumus, liekot CPU to nolasīt un apstrādāt. Tātad tas pienāk asinhroni un jebkurā laika posmā, izpildot instrukciju.
Aparatūras pārtraukumus klasificē divos veidos
- Maskējami pārtrauc - Procesoriem ir jāpārtrauc masku reģistrs, kas ļauj iespējot un atspējot aparatūras pārtraukumus. Katrs signāls ir mazliet ievietots masku reģistrā. Ja šis bits ir iestatīts, pārtraukums tiek iespējots un atspējots, ja bits nav iestatīts, vai otrādi. Signāli, kas pārtrauc procesorus, izmantojot šīs maskas, tiek dēvēti par maskētiem pārtraukumiem.
- Nemaskējamie pārtraukumi (NMI) - NMI ir visaugstākās prioritātes darbības, kas jāapstrādā nekavējoties un jebkurā situācijā, piemēram, taimauta signāls, ko ģenerē sargsuņa taimeris.
Programmatūra pārtrauc
Procesors pats pieprasa programmatūras pārtraukumu pēc noteiktu instrukciju izpildes vai ja ir izpildīti īpaši nosacījumi. Tās var būt īpašas instrukcijas, kas izraisa pārtraukumu, piemēram, apakšprogrammas izsaukumus, un to var negaidīti iedarbināt programmas izpildes kļūdu dēļ, kas pazīstamas kā izņēmumi vai slazdi.
Aktivizēšanas metodes
Parasti šie signāli tiek veidoti, lai iedarbinātu vai nu loģiskā signāla līmeni, vai signāla malu. Šīs metodes ir divu veidu.
Līmeņa izraisīts pārtraukums
Šāda veida ievades modulis izsauc pārtraukumu, ja tiek apgalvots šī pakalpojuma līmenis. Ja pārtraukuma avotu turpina apgalvot, kad programmaparatūras pārtraukuma apstrādātājs ar to rīkojas, šis modulis atjauno un liek apstrādātājam atkal izsaukt. Līmeņa izraisītie ievadi nav labi, ja tie tiek apgalvoti ilgāku laiku.
Malu izraisīts pārtraukums
Ar malu iedarbināts pārtraukuma ievades modulis izsauc pārtraukumu, tiklīdz tas identificē apgalvojošo malu - krītošo vai augšupejošo malu. Mala kļūst pamanīta, mainoties avota līmenim. Šāda veida aktivizēšanai ir nepieciešama tūlītēja darbība neatkarīgi no avota darbības.
līmeņa izraisīšana
Sistēmas ieviešana
Pārtraukumus aparatūrai piemēro kā citu sastāvdaļu kopā ar vadības līnijām, vai integrēts vērā atmiņa apakšsistēmas. Kad ieviešana tiek veikta aparatūrā, tai ir nepieciešams programmējams traucējumu kontrolieris (PCI), lai izveidotu savienojumu starp CPU ievades tapu un pārtraucošo ierīci. PCI multipleksē dažādus pārtraukuma avotus uz vienu vai dubultu procesora līniju. Ja tas ir ieviests saistībā ar atmiņas kontrolieri, sistēmas atmiņas adreses slots tiek kartēts tieši ar pārtraukumiem.
Koplietojami pārtraukuma pieprasījumi (IRQ)
Ar malu iedarbinātu pārtraukumu, pievilkšanu vai nolaišanu rezistors tiek izmantots, lai vadītu pārtraukuma līniju. Šī līnija pārraida katru impulsu, ko rada katra ierīce. Ja no dažādām ierīcēm ģenerēti pārtraukuma impulsi notiek tuvu laikā, centrālajam procesoram ir jāizsauc impulsa aizmugure, lai nepalaistu garām pārtraukumus, un pēc tam CPU nodrošina katras ierīces pārbaudi attiecībā uz pakalpojumu pieprasījumiem. Labi strādājošām Industry Standard Architecture (ISA) mātesplatēm ar pievilkšanas rezistoriem, kurām ir kopīgas IRQ līnijas, jādarbojas labi. Tomēr vairāku ierīču koplietošana ar IRQ līniju vecākās sistēmās ar slikti izstrādātu programmēšanas saskarni apgrūtina pārtraukumu apstrādi. No otras puses, jauna sistēmas arhitektūra, piemēram, PCI, palīdz ievērojami atvieglot šo problēmu.
Hibrīds
Hibrīdā sistēmas ieviešanas veidā ir gan malu iedarbināta, gan līmeņa izraisīta signalizācija. Aparatūra meklē malu un arī pārbauda, vai signāls ir aktīvs noteiktu laiku. Nemaskējamā pārtraukuma (NMI) ievadei parasti tiek izmantots hibrīds tips, kas nodrošina, ka viltus pārtraukumi neietekmē sistēmu.
Ziņojums - Signalizēts
Ar ziņojumu saistīts pārtraukuma pieprasījums pakalpojumam, izmantojot ierīces signālus, nosūtot ziņojumu pa a komunikācija kanāls, piemēram, dators autobuss . Tie neizmanto fizisku pārtraukuma līniju. PCI Express darbojas kā sērijveida kopne un tiek izmantots tikai kā pārtraukumi ar ziņojumiem.
Durvju zvans
Durvju zvana pārtraukumu programmatūras sistēma parasti izmanto kā mehānismu, lai signalizētu par datortehniku, lai pabeigtu darbu. Pēc aparatūras un programmatūras savstarpējas vienošanās programmatūra ievieto datus labi zināmajā atmiņas vietā un zvana pie durvīm, lai paziņotu aparatūrai, ka dati ir gatavi un gaida apstrādi. Tagad datortehnikas ierīce saprot, ka dati ir derīgi, un attiecīgi tos apstrādā.
Daudzprocesoru IPI
Daudzprocesoru sistēmas pārtraucēja pieprasījums no procesora tiek nosūtīts citam procesoram, izmantojot starpprocesoru pārtraukumus (IPI)
Tipiski lietojumi / lietojumi
Tās ir spēcīgas ieejas, kuras parasti izmanto
- Apkalpošanas aparatūras taimeri, rīkojieties ar tastatūras triecieniem un peles darbībām
- Ātri reaģējiet uz laika jūtīgiem vai reāllaika notikumiem
- Datu pārsūtīšana uz perifērijas ierīcēm un no tām
- Reaģē uz tādiem augstas prioritātes uzdevumiem kā izslēgšanās signāli, slazdi un sargsuņu taimeri
- Norāda neparastus procesora notikumus
- Izslēgšanas pārtraukums paredz enerģijas zudumu, ļaujot pareizi izslēgt ierīci sistēmā
- Periodiski pārtrauc, lai izsekotu absolūto laiku
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kāpēc tiek izmantoti pārtraukumi?
Tie tiek izmantoti, lai pievērstu CPU uzmanību aparatūras vai programmatūras pieprasītu pakalpojumu sniegšanai.
2). Kas ir NMI?
NMI ir nemaskējams pārtraukums, kuru procesors nevar ignorēt vai atspējot
3). Kāda ir pārtraukuma apstiprināšanas līnijas funkcija?
Procesors nosūta signālu uz ierīcēm, norādot, ka tas ir gatavs saņemt pārtraukumus.
4). Aprakstiet aparatūras pārtraukumu. Sniedziet piemērus
To ģenerē ārēja ierīce vai aparatūra, piemēram, tastatūras taustiņi vai peles kustība izsauc aparatūras pārtraukumus
5). Aprakstiet programmatūras pārtraukumu.
To definē kā īpašu instrukciju, kas izsauc tādu pārtraukumu kā apakšprogrammas izsaukumi. Programmatūras pārtraukumus var negaidīti iedarbināt programmas izpildes kļūdu dēļ
6). Kuram pārtraukumam ir visaugstākā prioritāte?
- Aktivizēta nemaskējama mala un līmenis
- TRAP ir augstākā prioritāte
7). Norādiet dažus pārtraukuma izmantošanas veidus
- Ātri reaģējiet uz laika jūtīgiem vai reāllaika notikumiem
- Datu pārsūtīšana uz perifērijas ierīcēm un no tām
- Reaģē uz tādiem augstas prioritātes uzdevumiem kā izslēgšanās signāli, slazdi un sargsuņu taimeri
- Norāda neparastus procesora notikumus
8). Kas ir hibrīds sistēmas ieviešanas veids?
Hibrīdā sistēmas ieviešanas veidā ir gan malu iedarbināta, gan līmeņa izraisīta signalizācija. Aparatūra meklē malu un arī pārbauda, vai signāls ir aktīvs noteiktu laiku.
Šajā rakstā mēs esam sapratuši pārtrauc un kā tie tiek izmantoti pieprasīto pakalpojumu izpildei. Mēs arī apspriedām, kādi ir veidi, sistēmas ieviešana un tā izmantošana.
