Архітектура обчислюваних систем. 4%20пара%20Обробка%20переривань%20на%20рiвнi%20AРIC. Обробка переривань на основі контроллера 8259A
 Скачать 55.22 Kb.
|
Обробка переривань на основі контроллера 8259AКонтролер переривань 8259A є пристроєм, що реалізує до восьми рівнів запитів на переривання, з можливістю програмного маскування і зміни порядку обслуговування переривань. Контролер переривань складається з наступних блоків: IRR - регістр реєстрації переривань; PRB - схема прийняття рішень по пріоритетах; схема ідентифікує пріоритет запитів і вибирає запит з найвищим пріоритетом. ISR - регістр обслуговуваних переривань; зберігає рівні запитів переривань, що знаходяться на обслуговуванні контролера переривань. IMR - регістр маскування переривань; забезпечує заборону однієї або декількох ліній запитів переривання. BD - буфер даних; призначений для сполучення з системною шиною даних. CU - схема управління; виробляє сигнали переривання і формує трьохбайтову команду CALL для видачі на шину даних. Один контролер 8259A здатний обслуговувати переривання від 8 джерел. Для обслуговування більшої кількості пристроїв використовується каскадне включення контролерів. У системах IBM РС AT каскадне включення дозволяє до 15 пристроям сигналізувати про переривання.  Рис. Каскадне включення контролерів переривань
Оскільки в кожен момент часу може поступити більш ніж один запит на переривання, контролер переривань має схему пріоритетів. У основному режимі - режимі повного вкладення, - до тих пір, поки встановлений розряд в регістрі ISR, що відповідає за переривання по запиту, все подальші запити з таким же або нижчим пріоритетом ігноруються, підтверджуються лише запити з вищим пріоритетом. Контролер допускає маскування окремих запитів переривань, що дозволяє пристроям з нижчим пріоритетом дістати можливість генерувати переривання. Режим спеціального маскування вирішує переривання всіх рівнів, окрім рівнів, що обслуговуються в даний момент. Крім того, для каскадного включення можливий спеціальний режим повного вкладення. Цей режим програмується будь-яким провідним контролером при ініціалізації. У даному режимі ігноруються запити з пріоритетом нижчим, ніж пріоритет оброблюваного в даний момент запиту, і обслуговуються всі запити з рівним або вищим пріоритетом.
Розширений програмований контроллер переривань (APIC)Мікропроцесори IA-32, починаючи з моделі Pentium, містять вбудований розширений програмований контроллер переривань (APIC). Вбудований APIC призначений для реєстрації переривань від джерел усередині процесора (наприклад, блок температурного контролю у Pentium 4) або від зовнішнього контроллера переривань і передачі їх ядру процесора на обробку. Особливо важлива роль покладається на вбудований APIC в багатопроцесорних системах, де APIC приймає і генерує повідомлення про міжпроцесорні переривання (IPI - InterProcessor Interrupt). Такі повідомлення можуть використовуватися для розподілу обробки переривань між процесорами або для виконання системних функцій (первинне завантаження, диспетчеризація завдань і т.п.). Вбудований APIC розрізняє наступні джерела переривань. Від локальних пристроїв. Переривання, що генеруються по фронту або рівню сигналу, який поступає від пристрою, безпосередньо підключеного до сигналів LINT0 і LINT1 (наприклад, контроллер переривань типу 8259A). Від зовнішніх пристроїв. Переривання, що генеруються по фронту або рівню сигналу, який поступає від пристрою, підключеного до зовнішнього контроллера переривань. Таке переривання передається у вигляді повідомлення по шині APIC (або системній шині). Міжпроцесорні (IPI). У багатопроцесорних системах один з процесорів може перервати інший за допомогою повідомлення IPI на шині APIC (або системній шині). Від таймера APIC. Вбудований APIC містить таймер, який можна запрограмувати на генерацію переривання після досягнення певного відліку. Від таймера монітора продуктивності. Процесори містять блок моніторингу продуктивності. Цей блок можна запрограмувати так, щоб пов'язаний з ним таймер досягши певного відліку генерував переривання. Від термодатчика. Процесори Pentium 4 містять вбудований блок температурного контролю, який можна запрограмувати на генерацію переривань. Внутрішні помилки APIC. Вбудований APIC може генерувати переривання при виникненні внутрішніх помилкових ситуацій (наприклад, при спробі звернутися до неіснуючого регістра APIC). Джерела 1, 4, 5, 6, 7 вважаються локальними джерелами переривань і обслуговуються спеціальним набором регістрів APIC, званим таблицею локальних векторів (LVT - local vector table). Два інших джерела обробляються APIC через механізм повідомлень. Ці повідомлення в Pentium і P6 передаються по виділеній трьохлінійній шині APIC. У Pentium 4 для передачі APIC-повідомлень використовалась системна шина, тому контролер переривань може бути підключений безпосередньо до звичайного системного інтерфейсу (наприклад, PCI).  Мал. Взаємодія вбудованого APIC і зовнішнього контролера переривань Структура вбудованого APIC є архітектурною підмножиною мікросхеми контролера переривань Intel 82489DX. Регістри APIC відображаються на 4-Кбайтный блоку оперативної пам'яті за адресою FEE00000h. Наявність вбудованого APIC в процесорі виявляється за допомогою інструкції CPUID(1). Після RESET вбудований APIC включений, проте згодом він може бути відключений, тоді процесор працюватиме з перериваннями як Intel-386/486 (лінії LINT0 і LINT1 використовуватимуться як NMI# і INTR#, до яких може бути підключений контроллер переривань типу 8259A). Таблиця локальних векторів (LVT) складається з шести 32-бітових регістрів: регістр вектора переривання від таймера; регістр вектора переривання від термодатчика; регістр вектора переривання від монітора продуктивності; регістр вектора переривання LINT0; регістр вектора переривання LINT1; регістр вектора переривання помилки. Значення в цих регістрах визначають: номер вектора переривання; тип переривання (fixed - з вказаним вектором, SMI - перехід в режим системного управління, NMI - немасковане, INIT - скидання, EXTINT - зовнішнє: процесор генерує цикл INTA і чекає номер вектора переривання від зовнішнього контролера); активний рівень сигналу (низький або високий) або режим тригера (переривання по фронту або по рівню); маску переривання (переривання може бути замасковане). Ці регістри також відображають стан переривання (чи доставляється це переривання ядру процесора в даний момент). Крім того, APIC містить регістри управління таймером APIC, регістр версії, регістр помилки, регістри, пов'язані з обслуговуванням переривань (регістр пріоритету, регістр запиту IRR, регістр обслуговування ISR), і регістри, пов'язані з передачею і прийомом IPI.  Приклади: ;Ініціалізація 1 м/с обробки АП mov dx,20h ; № порта в DX mov al,11h ; 1 слово команд ініціалізації out dx,al jmp $+2 ; затримка (не обов) inc dx ; 21h mov al,8 ; 2 слово команд ініціалізації out dx,al jmp $+2 mov al,4 ; 3 слово команд ініціалізації out dx, al jmp $+2 mov al,1 ; 4 слово команд ініціалізації out dx, al ;Ініціалізація 2 м/с обробки АП - аналогічно для А0h, A1h Канали та порти вводу-виводу Канали застосовуються для підключення к ПК периферійних пристроїв: це фізичні лінії. Є паралельні і послідовні канали (розглядаються далі окремо). Порти'>Порти – уніфіковані засоби для забезпечення взаємодії з периферійними пристроями. Для усіх ресурсів виділяються свої порти – логічні адреси вводу-виводу, за допомогою яких здійснюється передача даних і управлінь до периферійних пристроїв. Прийом фізичних кодів від клавіатури здійснюється через порт 96 (60h), управління динаміком - 97 (61h) і т.і. Порти з номерами 0-FFh призначені для материнської плати, номери 100h-3FFh декодуються на шине вводу-виводу для використання різними адаптерами. Порти з номерами 400h і вище – недоступні.
Уточнення щодо таблиці даних DIOS. 0:0400 – адреса порту СОМ1 0:0402 - адреса порту СОМ2 0:0404 - адреса порту СОМ3 0:0406 - адреса порту СОМ4 0:0408 - адреса порту LPT1 0:0410 – встановлення обладнання 0:0413 – обсяг ОП (в КБ) 0:041А - адреса початкового буферу клавіатури 0:041С - адреса кінцевого буферу клавіатури 0:041Е – (32б) – буфер клавіатури 0:0442 – (7б) – стан контролеру Накопичувача Гнучких МД Засоби для роботи з портами 1) out, in 2) outport, inport outportb, inportb Принципи роботи з портами будуть розглянуті на наступній лекції. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
