计算机原理与应用：中断技术及控制芯片详解

计算机原理与应用：中断技术及控制芯片 中断技术是计算机系统中的一种重要机制，用于处理随机发生的事件，使计算机系统能够快速响应外部事件，提高系统的实时性和效率。中断技术广泛应用于计算机系统中的各个方面，包括输入/输出控制、网络通信、实时系统等。 中断概述 中断是指处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来程序的过程。中断技术可以解决快速主机和中、慢速外设速度不匹配的矛盾，大大提高主机的工作效率，同时还能实现实时处理、分时操作、故障处理等功能。 中断类型 中断可以分为四种类型：内部中断和异常、软件中断、外部可屏蔽中断、外部非屏蔽中断。每个中断和异常都指定了一个类型号，代表不同的优先级。类型0表示最高优先级的中断，类型255表示最低优先级的中断。 中断响应 当系统中多个中断源同时请求中断服务时，CPU根据设定的规则按一定次序各个响应中断请求。中断级依次降低：内部中断和异常－软件中断－外部非屏蔽中断－外部可屏蔽中断。中断嵌套是指当CPU正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断源发出请求，CPU将中止正在执行的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序。 中断源的识别 中断源的识别可以通过软件识别法来实现。该方法是：当CPU响应中断后，用软件查询有哪些外设申请中断，判断哪个中断源的级别更高，并首先为它进行中断服务。例如，通过读取中断请求触发器的状态字，可以检测到哪些外设申请中断，然后根据中断源的级别来决定如何进行中断服务。 8259芯片结构与工作原理 8259芯片是一种广泛应用于计算机系统中的中断控制芯片。它可以处理多个中断源，并且可以实现中断嵌套。8259芯片的结构包括中断请求触发器、优先级编码器、命令寄存器等。8259芯片的工作原理是：当外设申请中断时，8259芯片将其转换为中断请求，然后将其送到CPU，CPU响应中断请求后，将执行相应的中断服务程序。 8259芯片的命令控制 8259芯片的命令控制是指CPU对8259芯片的控制。CPU可以通过发送命令来控制8259芯片的工作，例如，可以发送命令来清除中断请求触发器的状态字，或者可以发送命令来设置8259芯片的工作模式。 8259芯片的应用举例 8259芯片广泛应用于计算机系统中的各个方面，例如，在PC机中，8259芯片用于控制键盘、磁盘、串行口等外设的中断请求。在嵌入式系统中，8259芯片可以用于控制各种外设的中断请求，例如，温度传感器、光电传感器等。 中断技术是计算机系统中的一种重要机制，能够提高系统的实时性和效率。8259芯片是一种广泛应用于计算机系统中的中断控制芯片，能够处理多个中断源，并且可以实现中断嵌套。