PC menggunakan permintaan gangguan untuk menangani pelbagai fungsi perkakasan. Gangguan perkakasan pertama kali diperkenalkan oleh UNIVAC 1103 pada tahun 1953. Kejadian pertama penyamaran gangguan digabungkan oleh IBM 650 pada tahun 1954. Adalah mustahak untuk menetapkan IRQ yang berbeza ke peranti perkakasan yang berbeza untuk melakukan pelbagai fungsi. Semasa pelaksanaan program, perangkat seperti papan kekunci, tetikus memerlukan layanan CPU dan menghasilkan gangguan untuk mendapatkan perhatian dari CPU dan memproses layanan yang diminta. Ini dikenali sebagai mencelah . Salah satu bas peranti I / O yang dikhaskan untuk melayani tujuan ini dikenali sebagai Interrupt Service Routine (ISR). Ini digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti untuk peristiwa sensitif masa, pemindahan data, menekankan pada peristiwa tidak normal, pemasa pengawas, perangkap, dll.

Apa itu Gangguan?

Definisi: Ia disebut sebagai input isyarat yang mempunyai keutamaan tertinggi untuk acara perkakasan atau perisian yang memerlukan pemprosesan acara dengan segera. Pada masa awal pengkomputeran, pemproses terpaksa menunggu isyarat memproses sebarang peristiwa. Pemproses harus memeriksa setiap program perkakasan dan perisian untuk mengetahui apakah ada isyarat yang akan diproses. Kaedah ini akan memakan sejumlah kitaran jam dan membuat pemproses sibuk. Sekiranya berlaku, jika ada isyarat yang dihasilkan, pemproses sekali lagi memerlukan sedikit masa untuk memproses acara tersebut, yang menyebabkan prestasi sistem yang buruk.

Mekanisme baru diperkenalkan untuk mengatasi proses yang rumit ini. Dalam mekanisme ini, perkakasan atau perisian akan menghantar isyarat kepada pemproses, dan bukannya pemproses yang memeriksa sebarang isyarat dari perkakasan atau perisian. Isyarat memberi amaran kepada pemproses dengan keutamaan tertinggi dan menangguhkan aktiviti semasa dengan menyelamatkan keadaan dan fungsinya sekarang, dan memproses gangguan segera, ini dikenali sebagai ISR. Oleh kerana tidak tahan lama, pemproses memulakan semula aktiviti biasa sebaik sahaja diproses.

Mengganggu

Jenis Gangguan

Ini dikelaskan kepada dua jenis utama.

Gangguan Perkakasan

Isyarat elektronik yang dihantar dari peranti luaran atau perkakasan untuk berkomunikasi dengan pemproses yang menunjukkan bahawa ia memerlukan perhatian segera. Contohnya, pukulan dari papan kekunci atau tindakan tetikus memanggil perkakasan mengganggu menyebabkan CPU membaca dan memprosesnya. Oleh itu, ia tiba secara asinkron dan pada bila-bila masa semasa melaksanakan arahan.

Gangguan perkakasan dikelaskan kepada dua jenis

Gangguan topeng - Pemproses harus mengganggu daftar topeng yang memungkinkan pengaktifan dan penonaktifan gangguan perkakasan. Setiap isyarat sedikit diletakkan di daftar topeng. Sekiranya bit ini ditetapkan, gangguan akan diaktifkan & dilumpuhkan apabila bit tidak ditetapkan, atau sebaliknya. Isyarat yang mengganggu pemproses melalui topeng ini disebut sebagai gangguan bertopeng.
Gangguan Tidak Bertopeng (NMI) - NMI adalah aktiviti keutamaan tertinggi yang perlu diproses dengan segera dan dalam keadaan apa pun, seperti isyarat waktu tamat yang dihasilkan dari pemasa pengawas.

Gangguan Perisian

Pemproses itu sendiri meminta gangguan perisian setelah melaksanakan arahan tertentu atau jika syarat tertentu dipenuhi. Ini dapat menjadi petunjuk khusus yang memicu gangguan seperti panggilan subrutin dan dapat dipicu secara tidak disangka-sangka kerana kesalahan pelaksanaan program, yang dikenal sebagai pengecualian atau perangkap.

Kaedah Mencetuskan

Secara amnya, isyarat ini dirancang untuk memicu menggunakan tahap isyarat logik atau tepi isyarat. Kaedah ini terdiri daripada dua jenis.

Mengganggu tahap

Dalam jenis ini, modul input meminta gangguan sekiranya tahap perkhidmatan ini ditegaskan. Sekiranya sumber gangguan terus ditegaskan semasa pengendali gangguan firmware menanganinya, modul ini menjana semula dan memicu pengendali untuk memanggilnya semula. Input yang dicetuskan tahap tidak baik jika tetap ditegaskan untuk jangka masa yang lebih lama.

“bagaimana penyongsang dc ke ac berfungsi ”

Gangguan yang dicetuskan oleh tepi

Modul input gangguan yang dicetuskan oleh tepi meminta gangguan sebaik sahaja mengenal pasti kelebihan yang menegaskan - pinggir jatuh atau naik. Tepi menjadi diperhatikan apabila tahap sumber berubah. Pencetus jenis ini memerlukan tindakan segera, tanpa mengira aktiviti sumbernya.

pencetus tahap-tepi

Pelaksanaan Sistem

Gangguan harus digunakan pada perkakasan sebagai komponen yang berbeza bersama dengan garis kawalan, atau bersepadu ke dalam ingatan subsistem. Ketika implementasi dilakukan dalam perkakasan, ia memerlukan Pengatur Gangguan Terprogram (PCI) untuk menghubungkan antara pin input CPU dan perangkat yang mengganggu. PCI multiplex pelbagai sumber gangguan pada baris CPU tunggal atau dua kali ganda. Apabila dilaksanakan berkaitan dengan pengawal memori, slot alamat memori sistem dipetakan secara langsung dengan gangguan.

Permintaan Gangguan Berkongsi (IRQ)

Dengan gangguan yang dicetuskan oleh tepi, pull-up atau pull-down perintang digunakan untuk menggerakkan talian gangguan. Garis ini menghantar setiap nadi yang dihasilkan oleh setiap peranti. Sekiranya denyutan gangguan yang dihasilkan dari peranti yang berlainan berlaku dalam masa terdekat, CPU mesti menggunakan titik nadi akhir agar tidak terlepas dari gangguan, berikutan CPU memastikan untuk memeriksa setiap peranti untuk permintaan perkhidmatan. Motherboard Industri Standard Architecture (ISA) yang berkelakuan baik dengan perintang pull-up yang mempunyai talian IRQ berkongsi mesti berfungsi dengan baik. Walau bagaimanapun, banyak peranti yang berkongsi talian IRQ dalam sistem yang lebih lama dengan antara muka pengaturcaraan yang kurang dirancang menjadikannya sukar untuk memproses gangguan. Sebaliknya, seni bina sistem baru, seperti PCI membantu memberikan bantuan yang besar terhadap masalah ini.

Hibrid

Jenis pelaksanaan sistem hibrid mempunyai gabungan kedua-dua isyarat yang dipicu oleh tepi dan tahap yang dicetuskan. Perkakasan akan mencari kelebihan dan juga mengesahkan bahawa jika isyarat aktif untuk jangka masa tertentu. Jenis hibrida biasanya digunakan untuk input interrupt non-maskable (NMI), yang memastikan bahawa gangguan palsu tidak mempengaruhi sistem.

Mesej - Memberi isyarat

Permintaan gangguan yang diberi isyarat untuk perkhidmatan menggunakan isyarat peranti dengan menghantar mesej melalui a komunikasi saluran, seperti komputer bas . Ini tidak menggunakan talian gangguan fizikal. PCI Express bertindak sebagai bas bersiri dan digunakan secara eksklusif sebagai gangguan isyarat-mesej.

Bel pintu

Selang bel pintu biasanya digunakan sebagai mekanisme oleh sistem perisian untuk memberi isyarat kepada perkakasan komputer untuk menyelesaikan kerja. Setelah persetujuan bersama antara perkakasan dan perisian, perisian meletakkan data di lokasi memori yang terkenal dan membunyikan loceng pintu untuk memberitahu perkakasan bahawa data sudah siap dan menunggu untuk diproses. Kini, peranti perkakasan komputer memahami bahawa data itu sah dan memprosesnya dengan sewajarnya.

IPI berbilang pemproses

Sistem multiprosesor, permintaan gangguan dari pemproses dihantar ke pemproses yang berbeza melalui interupsi pemproses (IPI)

Kegunaan / Aplikasi Khas

Ini adalah input kuat yang biasa digunakan untuk

Pemasa perkakasan servis, menangani pukulan papan kekunci dan tindakan tetikus
Tindak balas dengan pantas pada peristiwa sensitif masa atau masa nyata
Pemindahan data ke dan dari peranti persisian
Memberi tindak balas kepada tugas keutamaan tinggi seperti isyarat pemadaman, perangkap, dan pemasa pengawas
Menunjukkan kejadian CPU yang tidak normal
Gangguan pemadaman meramalkan kehilangan kuasa, yang membolehkan penutupan teratur sistem
Gangguan berkala untuk menjejaki masa mutlak

Soalan Lazim

1). Mengapa gangguan digunakan?

Ini digunakan untuk mendapatkan perhatian CPU untuk melakukan layanan yang diminta oleh perkakasan atau perisian.

2). Apa itu NMI?

NMI adalah gangguan yang tidak dapat ditutupi, yang tidak dapat diabaikan atau dinonaktifkan oleh pemproses

3). Apakah fungsi talian gangguan pengenalan?

Pemproses menghantar isyarat ke peranti yang menunjukkan bahawa ia siap menerima gangguan.

4). Terangkan gangguan perkakasan. Berikan contoh

“bagaimana transistor pnp berfungsi ”

Ia dihasilkan oleh peranti luaran atau perkakasan seperti kekunci papan kekunci atau pergerakan tetikus meminta gangguan perkakasan

5). Terangkan gangguan perisian.

Ia ditakrifkan sebagai arahan khas yang mengundang gangguan seperti panggilan subrutin. Gangguan perisian boleh dicetuskan secara tidak dijangka kerana kesalahan pelaksanaan program

6). Selang mana yang mempunyai keutamaan tertinggi?

Tepi dan tahap yang tidak dapat dilindungi dicetuskan
TRAP mempunyai keutamaan tertinggi

7). Berikan beberapa kegunaan gangguan

Tindak balas dengan pantas pada peristiwa sensitif masa atau masa nyata
Pemindahan data ke dan dari peranti persisian
Memberi tindak balas kepada tugas keutamaan tinggi seperti isyarat pemadaman, perangkap, dan pemasa pengawas
Menunjukkan kejadian CPU yang tidak normal

8). Apakah jenis pelaksanaan sistem hibrid?

Dalam artikel ini, kami telah memahami kepentingan mencelah dan bagaimana ini digunakan untuk melaksanakan perkhidmatan yang diminta. Kami juga membincangkan apa jenis, pelaksanaan sistem, dan penggunaannya.