Үзілістер жүйесін ұйымдастыру және өңдеу: PIC 8259A мен APIC контроллерлері

 Мазмұны. Кіріспе 1.Негізгі бөлім. 1.1 Үзу және оның ерекшелiктері. 1.1.2 Жасырылатын тұйықталулар. 1.1.3 Жасырылмайтын тұйықталулар (NMI-Non-Maskable Interrrupt) 1.1.4 Үзулерді өңдеу. 2.Үзулер жүйесiн ұйымдастырудың негiзгi қағидалары. 2.1 Үзулердің сыныптарға 2.1.2 Үзу тәртiбін iске 2.1.2.1 IBM PC Atдегі аппаратты үзіліс көздері. 3.PICтiң Жүйелiк контроллерiнiң үзулер жүйесiндегі аппараттық 4. 8259A-шы контроллердiң негiзiнде үзулердi өңдеу. 4.1 8259А үзіліс контроллерінін структурасы. 4.2 Үзіліс контроллерінің каскадты қосылысы. 5. APICтiң үзулерiндегі контроллер (Advanced Programmable Interrupt Controller 5.1 Орнатылған APIC тің 5.2 Локальді вектор таблицасы. 6. Жадқа тiкелей енуiнің тәртiбі. 7. Plug and Play ресурстарды бөлу. Қорытынды. Әдебиеттiң тiзiмi. Кіріспе Процессордағы атқарылатын бағдарламадағы INT n-шi команда үзулердi кестедегi Тоқтатылулар - бұл ерекшелiк шақырған командаларды тура анықтауға 1946 жылы алғаш пайда болған ЭЕМ-дер электрондық шамдар негізінде жүмыс істейтін, үлкен залдарда орналасқан, көлемді электрондық жабдықтар болатын. Бірак 1948 жылдың өзінде-ақ электрондық шамдар шағын электрондық аспаптармен - транзисторлармен алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы жүмыс өнімділігі сақталынғанмен, көлемі жүз есеге дейін төмендеді. Негізгі бөлім 1. Үзу және оның ерекшелiктері. Сыртқы құрылымдардағы сұрау салулары өңделу үшiн қателер немесе Қателер - бұл қателерi барлық команданың орындауына дейiн Қақпандар - бұл (шығарылған әсерді жөндемеу) Тоқтатылулар - бұл ерекшелiк шақырған командаларды тура анықтауға Беделді-бұл (үзу өңделетiн векторлық бағдарламаның мекен жайын табуға Программалық үзулер. Процессордағы атқарылатын бағдарламадағы INT n-шi команда үзуi кестедегi - Талқылаудың жанында қолданылатын программалық үзудi тағы бiр Жасырылатын тұйықталулар. Жасырылатын тұйықталулар –аппаратурадағы асинхрондық сыртқы ескертпе дабылдарына жауаптың Үзулердiң басымдылығы. Ағымдағы команданың орындалуы тек қана үзу сұрауға Жасырылмайтын тұйықталулар (NMI-Non-Maskable Interrrupt) Жасырылмайтын тұйықталулар- үзулердiң өте биiк деңгейде қызмет көрсетуін Үзулердi өңдеу. Қашан үзулер келесi әсерлерде болады. Бiрiншiден, байрақтардың ағымдағы 2. Үзулер жүйесiн ұйымдастырудың негiзгi қағидалары. Үзулердi келесi сыныптарға ерекшелеуге болады: Өзi процессор болып жататын оқиға шақырылған үзулер . Компьютердiң жүйелiк құрылымдарындағы оқиға анықталатын жүйелiк үзулер. Атқарылатын бағдарламадағы BIOSтiң жүйеге қарап пайда болатын Бiр процессор жұмысты басқа үзудi бағдарламаның өңдеуiн ұйымдастыра Үзу тәртiбін iске асыру үшін келесi адымдар қолданылады: үзудi көздiң теңестiрілуi; Бөлінетiн бағдарламаның ағымдағы күйiн сақтау; Үзулердiң тыйым қойылған үзу көзiнен ажырату; Үзу өңдеуiнiң программасының орындауы; Есептеулердi үзiлген бағдарламаның күйiн қалпына келтiру және жалғасы. Бағдарламалар мен құрылымдардың әсерлесуi үшiн бiрнеше әдiстер ескерiледi: (DOS, API Windows үзулер тағы сол сияқтылар) басқару (BIOS )енгiз-шығарудың негiздi жүйесiнiң функциялары шақырулардың арқасында; Қарапайым бір ядролы процессор тек бір процесті жүзеге Енді келесі жағдайды қарастырайық, осы процесті орындағанда асинхронды(орындалатын Процестер бір- біріне кедергі тидірмес үшін, алдын ала Программалық кодқа арнайы сегменттер беріледі, инструкциялар тек солардан 3. PICтiң Жүйелiк контроллерiнiң үзулер жүйесiндегі Қазіргі кездегі IBM дербес компьютерлеріндегі үзіліс системалары қалай 4. 8259A контроллерге негізделген үзілімді жөндеу. PIC 8259A үзілімді программалы контроллер өз алдында құрылғы RGI - IRQx үзілісінін шақырылым регистрі. PRB – шешім қабылдау; ол шақырылымдарға негізделген схема ISR – қолданушы үзілім регистрі; үзіліс контроллерін қарайтын RGM – үзілісті маскировать ететін регистр; бір BD – мәліметтер буфері; системалы шиналы мәліметтер үшін. RWCU – жазу\ оқу басқару; микропроцессордан басқару сигналдарын CMP - буфер-компараторлы каскад схемасы; системаға бірнеше контроллерді CU – басқару схемасы; үзіліс сигналдарын реттейді және ші сурет. 8259А үзіліс контроллерінін структурасы. 8259A бір контроллер 8 бастапқы үзілістерді қадағалай алады ші сурет. Үзіліс контроллерінің каскадты қосылысы. Қазіргі кездегі системалы жоспарда үзіліс контроллерінің функциясы чипсетте Циклді режимде айналмалы ережелер қолданылады. Ақырғы көрсетілген сұранысқа 5. APICтiң үзулерiндегі контроллер (Advanced Programmable Interrupt Controller APICпен жүйе (3 сурет.) процессорде орналасқан 1 сурет. салынған APIC және I/O APIC жүйелік Енгізу/шығарудан үзіліс контроллері (I/O APIC) мультипроцессорлы режимде Орнатылған APIC келесідей үзіліс көздерін атап Локальді ішкі құрылғылардан. Үзіліс сұранысының сигналы LINT0 2. Сыртқы құрылғылардан. Үзіліс контроллер жүйесіне қосылған құрылғыдан 3.Процессораралық (IPI). Көппроцессорлы жүйелерде процессорлердің біреуі IPI хабары 4. APIC таймерінен. Орнатылған APIC белгіленген уақыт аралығына 5. Өнімділік манитор таймерінен. Қазіргі процессорлардың өнімділік мониторинглері 6. Термодатчиктен. Қазіргі процессорлардың үзіліс генерациясына программалауға болатын 7. APICтің ішкі қателіктері. Орнатылған APIC ішкі қателік 1, 4, 5, 6, 7 көздері үзілістің локальді Локальді вектор таблицасы (LVT) алты 32-битті регистрінен тұрады: Таймерден үзіліс вектор регистрі; Үзіліс вектор регистрі; Өнімділік векторынан үзіліс вектор регистрі; LINT0 үзіліс вектор регистрі; LINT1 үзіліс вектор регистрі; Қате үзіліс вектор регистрі; Бұл регистрлер мәнін анықтайды: Үзіліс векторы номері; 6. Жадқа тiкелей енуiнің тәртiбі. Контроллер үзілістің жеке сұратуларын жасырады, соның арқасында аз Сонымен қатар, каскадты қосуға арнайы толық салым режимі Контроллердің сыртқы құрылғылармен арақатынасы келесідей схема арқылы жүзеге Нақты адрес режимінде үзіліс векторлары оперативті жадының бірінші Ары қарай процессор үзіліс номерін есептейді. Стекте ту В IBM PC/Atда фиксирленген приориттер қолданылады. Атап өткеніміздей, Қорғалған режимдегі үзіліс таблицасы IDT (InterruptDescriptorTable) дескрипторлы үзіліс 1 Таблица. IBM PC Atдегі аппаратты үзіліс көздері. Сұратылым Көзі P вектор1 вектор2 NMI Жады қателігі немесе басқа да жөндетілмейтін қателік 02h IRQ0 Жүйелік таймер 1 08h 50h IRQ1 Пернетақта 2 09h 51h IRQ8 Нақты уақыт сағаты 3 70h 58h IRQ9 Жүйелік шинадаңы құрылғы 4 71h 59h IRQ10 Жүйелік шинадаңы құрылғы 5 72h 5Ah IRQ11 Жүйелік шинадаңы құрылғы 6 73h 5Bh IRQ12 Жүйелік шинадаңы құрылғы 7 74h 5C IRQ13 Сопроцессордың қателігі 9 75h 5Dh IRQ14 IDE контроллер 9 76h 5Eh IRQ15 Жүйелік шинадаңы құрылғы 10 77h 5Fh IRQ3 Тізбектелген порт (COM2 немесе COM4) 11 0Bh 52h IRQ4 Тізбектелген порт (COM1 немесе COM3) 12 0Ch 53h IRQ5 Параллельді порт (LPT2) немесе I E контроллер (екіншілік) 13 0Dh 54h IRQ6 Дисковод контроллері 14 0Eh 55h IRQ7 Параллельді порт (LPT1) 15 0Fh 56h Дескрипторлы үзіліс таблицасы IDT (InterruptDescriptorTable) IDTR процессордың Ерекше жағдайларды өңдеу үшін 31 номерлі үзіліс 2 Таблица. Қорғаныс режиміндегі сақталған үзілістер. 00h Бқлу командасын жүзеге асырудағы қателіктер 01h Біртіндеп жұмыс істеу үшін керек үзіліс. 02h Маскирленбейтін үзілістер. 03h Отладчиктерге негізделген нүкте бойынша үзіліс 04h Толықтыру, OF туы орнатылған болса INTO командасын басқарады. 05h Егер тексеріліп жатқан есеп белгіленген диапазоннан шығып кетсе, 06h Операцияның жалған коды немесе команда ұзындығы 10 байттан 07h Арифметикалық сопроцесссордың жоқтығы. 08h Екі еселі қателік, егер жою кезінде тағы бір 09h Сегментті арифметикалық сопроцессормен үзіліс. 0Ah TSS есеп күйінің жалған сегменті. 0Bh Сегменттің болмауы. Р жадысында 0ге дейін болса, яғни 0Ch Стекпен жұмыс істеу барысындағы жоққа шығару. Стек жадыда 0Dh Жадыны қорғау бойынша жоққа шығару. 0Eh Процессор беттерді жоққа шығару i80386 немесе i80486 процессорлары 0Fh Алдын – ала орын алынып қойылған. 10h Сопроцессорды жоққа шығару. 11h - 1Ah Алдын – ала орын алынып қойылған. Үзілісті өңдеушіге басқаруды бермес бұрын процессор кей жоққа 08h – екі еселі қателік; 0Ah - TSS есеп күйінің жалған сегмент күйі; 0Bh – жадыда стектің болмауы; 0Ch – стекпен жұмыс барысында жоққа шығару; 0Dh – жадыны қорғау мақсатында жоққа шығару. Атап өтейік, нақты режимде алдын-ала орын алынып қойылған 01h – қадамдап жұмыс істеу үшін арналған үзіліс; 08h – екі еселі қателік; 09h – сопроцессормен сегменттің жоғарылап кетуі; 0Dh – жадыны қорғау үшін терістеу; 10h - сопроцессорді терістеу. 7. Plug and Play ресурстарды бөлу. Процессордың нақты режимге келуінен кейін үзіліс контроллерінің күйін Сонымен, PCI слоттарында тек 4 қарапайым сызықтар қол Үзіліс контроллерінің құрылымы: Ішкі және сыртқы программалық қамтамасыз етулер тікелей процессормен 2 сурет. Үзіліс контроллерінің құрылымы және оның процессормен Үзіліс контроллерлері күрделі құрылғылар қатарына жатады. оның құрылымында сұратылымдардың фиксациясы; сқратылымдардың рұқсаты; приоритет анализі; басқару схемасы; 1. Сұратылымдардың фиксациясы блогы үзіліс сүратылым фиксациясы 2. Сұратылым рұқсаты блогы негізгі алгоритмдердің жүзеге асырылуының 3 сурет.Блок фиксациясын салудың және үзіліс сұранысының анализінің РРПда жазылатын код. Бұл кодта нолдік биттер белгілі Қорытынды. Тоқтатылулар - бұл ерекшелiк шақырған Үзіліс жүйесінің негізгі функциялары: -үзілген программа күйін есте - үзілген программа күйін қайта Үзіліс командасы үш бөліктен тұрады: 1) дайындалушы, үзілген программа күйін сақталуды 2) негізгі, жұмыстың талапталған сұратуларын қамтамасыз етеді; 3) аяқтайтын, үзілген программаның ары қарай жұмыс істеуін Үзіліс жүйесінің сипаттамалары: 1) Үзіліс сұратылым типтерінің жалпы саны (үзіліс жүйесінің 2) Реакция уақыты – үзіліс сұратылымының пайда болуы 3)Программалардың қосылуына кететін уақыт. 4) Үзіліс тереңдігі – бір-бірін үзіп тастайтын программалардың Қолданылған әдебиеттер тізімі: 1. Гук. М.Ю. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия, 2. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и 3. Мелехин В.Ф. Павловский Е.Г. Вычислительные машины, системы 4.Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера:Энциклопедия. - М.: 5.Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. Классика computerscience. 4-шығарылым.- СПб.: