5.程序中斷I/O方式
在計(jì)算機(jī)中專門負(fù)責(zé)中斷處理的硬件和軟件稱為中斷系統(tǒng)。不同類型的CPU，其中斷系統(tǒng)的機(jī)能不同。
從主程序轉(zhuǎn)向I/O中斷服務(wù)程序的過程稱為中斷響應(yīng)，I/O中斷響應(yīng)是通過硬件實(shí)現(xiàn)的。其任務(wù)是:
�、俦４嬷鞒绦虻姆祷氐刂�;
②轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址。中斷服務(wù)程序的任務(wù)是:①保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng);
②開中斷(在響應(yīng)中斷的過程中要關(guān)中斷，以區(qū)分一次響應(yīng)中斷的過程。若在本次處理中斷的過程中允許響應(yīng)更高級(jí)別的中斷，則需及時(shí)開中斷);③中斷服務(wù)處理;
�、芑謴�(fù)主程序的CPU現(xiàn)場(chǎng);
�、菰�80X86系統(tǒng)中，要向8259發(fā)EOI(中斷結(jié)束)命令，以便執(zhí)行中斷嵌套功能;⑥返回主程序的斷點(diǎn)處，以便繼續(xù)執(zhí)行主程序。
6.80X86的中斷系統(tǒng)
80X86CPU設(shè)有256種中斷類型，其中斷類型號(hào)為0～255。中斷服務(wù)程序的入口地址集中放在內(nèi)存的中斷向量表中，每個(gè)中斷向量(即中斷服務(wù)程序入口地址)要占4字節(jié)，因此，內(nèi)存的中斷向量表共占1KB，分布在內(nèi)存地址區(qū)間0～3FFH中。
已知中斷類型號(hào)為n，則相應(yīng)的中斷向量地址為4n，在4n和4n+1地址單元中存放該中斷服務(wù)程序入口地址的偏移量，在4n+2和4n+3單元中存放中斷服務(wù)程序入口的段地址。
7.8259中斷控制器芯片
一片8259可提供8個(gè)I/O中斷源，在286以上的PC機(jī)中用兩片8259級(jí)聯(lián)，可提供15個(gè)I/O中斷源。在8259中，用中斷服務(wù)寄存器ISR存放正在服務(wù)的中斷源標(biāo)志。8259的全嵌套中斷工作方式是允許在中斷服務(wù)程序的執(zhí)行過程中響應(yīng)更高級(jí)別中斷請(qǐng)求的方式，它要求中斷服務(wù)程序在中斷返回之前，向8259發(fā)EOI(中斷結(jié)束)命令，以便8259清除ISR寄存器中該中斷源的對(duì)應(yīng)位，轉(zhuǎn)去處理級(jí)別較低的中斷服務(wù)。
8259在其8個(gè)中斷源IRQ0～I(xiàn)RQ7中，規(guī)定其優(yōu)先級(jí)別是:IRQ0最高，IRQ1次之，……IRQ7最低。
通過設(shè)置初始化命令字可以改變中斷源的優(yōu)先級(jí)別，甚至可以使優(yōu)先權(quán)在各中斷源之間輪流旋轉(zhuǎn)。
8.8259的初始化命令字
8259的初始化命令字共有4個(gè)，ICW1～I(xiàn)CW4必須按順序?qū)懭搿?259只有2個(gè)端口地址，即一個(gè)為偶數(shù)的地址和一個(gè)為奇數(shù)的地址，ICW1應(yīng)寫入偶地址，ICW2～I(xiàn)CW4均是奇地址。ICW1用于設(shè)置8259的基本工作方式。
ICW2用于設(shè)置中斷類型，使中斷源IRQ號(hào)與CPU的中斷類型號(hào)建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。ICW3用于設(shè)置8259級(jí)聯(lián)的具體方式。
ICW4用于設(shè)置中斷結(jié)束方式、緩沖方式、特殊的全嵌套方式等。
中斷結(jié)束方式分為自動(dòng)中斷結(jié)束方式和非自動(dòng)中斷結(jié)束方式，前者適用于無中斷嵌套的情況，8259中ISR的中斷源標(biāo)志在CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后由8259自動(dòng)清除，在中斷服務(wù)序中無需向8259發(fā)EOI命令;后者適用于中斷嵌套的情況，在中斷服務(wù)程序結(jié)束前，要8259發(fā)EOI命令，以便清除ISR中相應(yīng)的中斷源標(biāo)志位。在PC機(jī)中采用非自動(dòng)中斷結(jié)束式，即中斷程序在返回主程序之前，必須向8259發(fā)EOI命令。
緩沖方式指8259和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線之間經(jīng)緩沖器相連;非緩沖方式則是直接相連。
當(dāng)8259級(jí)聯(lián)工作時(shí)，應(yīng)采用特殊的全嵌套方式，允許主片響應(yīng)同級(jí)的中斷請(qǐng)求。一8259(主片)的8個(gè)IR輸入端最多可經(jīng)8個(gè)8259(從片)擴(kuò)展為64個(gè)輸入端。用2片8259則將中斷源輸入端擴(kuò)展為15個(gè)。
9.DMA控制器芯片8237
8237通過HRQ向80X86CPU的HOLD發(fā)出DMA請(qǐng)求，CPU通過HLDA向8237作出確認(rèn)，同時(shí)CPU將總線控制權(quán)交給8237。
在8237中有4個(gè)DMA通道，每個(gè)通道都可以連接一個(gè)獨(dú)立的I/O設(shè)備，它們不能同時(shí)工作，優(yōu)先順序?yàn)橥ǖ?～通道3。在每個(gè)通道中都有2個(gè)端口:一個(gè)16位的地址寄存器和一個(gè)16位的字節(jié)計(jì)數(shù)器，前者用來指示進(jìn)行DMA數(shù)據(jù)傳輸時(shí)在內(nèi)存中的起始地址，后者用來對(duì)傳輸?shù)腄MA數(shù)據(jù)字節(jié)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便控制DMA傳送的結(jié)束。因此一片8237共有8個(gè)端口。
8237可以通過DREQ(連次級(jí)的HRQ)和DACK(連次級(jí)的HLDA)來實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)，這樣，用5片8237(1個(gè)主片，4個(gè)從片)就可以使MDA通道數(shù)擴(kuò)大到16個(gè)。10.擴(kuò)大DMA可尋址的內(nèi)存空間
由于8237的地址寄存器為16位，因此可尋址的內(nèi)存空間為64KB，為了擴(kuò)大DMA可尋址的內(nèi)存空間，可在8237外建立頁(yè)面地址寄存器，設(shè)頁(yè)面地址寄存器為12位，則DMA總的可尋址空間為216+12=256MB，可滿足現(xiàn)行PC機(jī)的要求。
相關(guān)推薦：
2010年9月計(jì)算機(jī)等級(jí)考試成績(jī)查詢時(shí)間匯總
計(jì)算機(jī)等考三級(jí)PC技術(shù)模擬試題及答案匯總
