80X86 CPU的中断系统与8259A控制器

"中断程序-中断控制系统" 在计算机系统中，中断程序扮演着至关重要的角色，它使得CPU能够处理突发事件并有效地管理系统的响应。中断控制系统是实现这一功能的基础，允许CPU暂停当前执行的任务，转而处理更高优先级的事件。在80X86架构的CPU中，中断系统是通过中断向量机制来工作的，能够处理多达256个不同的中断，这些中断由中断向量号0到255（0H到FFH）进行区分。 中断根据其来源分为两类：内部中断和外部中断。内部中断是由于CPU在执行程序过程中遇到异常情况，例如除法错误、指令中断（如中断调用int21h）、溢出中断和调试中断（如单步中断）。这些内部中断为用户提供了一种发现和调试程序执行异常的有效方式。 外部中断则由CPU外部的硬件设备发起，例如8259A中断控制器管理的中断请求（IR0至IR7），这些中断可能是由外部设备如键盘、打印机或其他I/O接口提出的。外部中断是真正的“中断”，因为它们是非预期的、随机发生的，使系统能实时响应数据传输请求和处理紧急事件。 中断类型号是中断的唯一标识，80X86支持256个中断类型，每个中断都有一个对应的中断向量。中断向量表是一个包含所有中断服务程序入口地址的表格，存储在内存的前1KB区域。每个向量由4个字节组成，前两个字节是段地址CS，后两个字节是偏移地址IP。中断向量号N对应的向量在表中的地址是N乘以4。 中断优先权管理是确保系统高效运行的关键。当存在多个中断请求时，CPU需要根据优先级来决定响应哪个中断。这可以通过软件查询或硬件方法实现。硬件方法通常涉及中断优先权编码电路，比如8259A中断控制器，它可以设置中断优先级并处理中断嵌套，确保级别更高的中断优先得到处理，同时避免中断丢失。 8259A中断控制器是80X86系统中用于管理可屏蔽中断的常见组件，它可以处理8个不同的中断请求线，并且支持中断优先级的设定，使得CPU能有序地响应外部中断源。 总结来说，中断程序和中断控制系统是计算机硬件与软件协同工作以应对各种系统事件的核心机制。通过中断向量表、中断类型号和优先级管理，80X86CPU能够灵活、高效地处理内部和外部中断，确保系统的正常运行和实时响应能力。