中断响应流程详解：从概念到处理机制

"3.8086的中断响应流程涉及了中断技术，包括中断的概念、中断的好处以及中断源的分类。中断是CPU在执行程序时因特定事件暂停当前任务，处理突发事件，然后返回继续执行原程序的过程。中断技术提高了计算机效率，实现了CPU与外设的并行操作，支持实时处理和故障处理。中断源可以是外设、定时器或故障。" 在微处理器8086的系统中，中断响应流程是关键的系统级操作。当满足中断响应条件时，如中断请求被提出且IF（中断允许标志）为1，以下步骤依次发生： 1. 形成中断类型码N，这个码标识了中断的来源和性质。 2. 计算中断向量表的指针，该表包含中断服务程序的地址。计算公式为4*N，其中N为中断类型码。 3. 清除IF和TF标志，使得CPU不会在中断处理期间响应新的中断请求，确保中断处理的连续性。IF被设置为0，阻止低优先级中断，TF被清零，禁止单步调试。 4. 保存当前的程序状态，即将CS（代码段寄存器）和IP（指令指针寄存器）的值压入堆栈，以备中断处理结束后恢复程序执行。 5. 从中断向量表中读取中断服务程序的入口地址。表中的第4*N个字节存储IP的值，第4*N+2个字节存储CS的值。 6. CPU执行中断服务程序，处理突发事件。 7. 中断处理完成后，使用IRET指令返回，它会从堆栈中弹出CS和IP的值，恢复之前的程序执行点。 中断技术的引入解决了CPU与外设速度不匹配的问题，使CPU能够在执行主程序的同时处理来自外设的请求。例如，在A/D转换过程中，CPU启动转换后可以继续执行其他任务，一旦转换完成，A/D转换器发出中断，CPU暂停当前任务，读取并处理转换结果，然后回到主程序。 中断的好处主要包括： - **分时操作**：CPU可以同时处理多个任务，提高了工作效率，实现了某种程度上的并行处理。 - **实时处理**：对于实时控制系统，中断使CPU能够即时响应外部事件，如传感器信号，提高了系统的响应速度。 - **故障处理**：中断系统可以自动处理如电源异常、存储错误等意外情况，确保系统的稳定运行。 中断源分为三类： - **外设中断**：来自外部设备如键盘、打印机的数据传输请求。 - **定时中断**：由定时/计数器如8253产生，用于时间控制，避免CPU被占用来执行延时程序。 - **故障源**：如奇偶校验错误、电源问题，需要保存系统状态以便在恢复后能从断点处继续执行。 中断技术是现代计算机系统中不可或缺的一部分，它优化了CPU资源的利用率，增强了系统的灵活性和适应性。