中断响应周期:微机原理中的总线封锁与解封

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在中断响应周期中,CPU处理中断的过程涉及到两个关键步骤。首先,当INTA(中断请求)信号接收到第一个脉冲时,CPU会发送一个LOCK信号到总线,这个信号的作用是使总线进入封锁状态,确保在此期间DMA(直接存储器访问)不会抢占总线资源。这是为了保护数据传输的完整性,因为DMA通常在后台执行,可能会影响CPU处理中断的优先级。总线封锁期间,其他设备无法访问系统总线,从而使得CPU可以专注于处理中断。 当INTA再次接收到第二个脉冲时,LOCK信号被撤除,总线解封,这标志着中断处理的第二个阶段开始。此时,CPU可以从中断服务寄存器(ISR)中读取中断号,并根据中断类型执行相应的中断处理程序。在这个过程中,数据通过D0~D7数据总线进行传输,同时INTA1和INTA2可能是额外的中断请求信号,用于区分不同类型的中断或来自不同源的中断请求。 章节内容还回顾了微机的发展历程,从早期的电子管计算机到现在的超大规模集成电路计算机,强调了微处理器的发展对微型计算机性能提升的重要性。以Intel CPU为例,介绍了各个时代的处理器技术参数,如字长、晶体管数量、时钟频率和计算能力(MIPS值)。这些参数的变化反映了计算机性能的飞跃,以及摩尔定律(即每18-24个月,微处理器的集成度翻番,性能提升一倍)对于技术进步的规律性描述。 此外,章节还详细讨论了微型计算机的组成,包括CPU、运算器、控制器、内存(RAM和ROM)、I/O设备以及各类接口,如AB地址总线、DB数据总线和CB控制总线。举例了常用的接口芯片如8255、8250(8251)、8253和8259,它们在连接和管理I/O设备方面扮演着重要角色。最后,章节提及了外部设备如键盘、打印机、显示器等的连接方式和作用。 这部分内容深入浅出地讲解了中断响应周期的工作机制,以及微机发展史和技术细节,为学习者提供了扎实的微机原理基础知识。