Механизм прерываний

Лекция 8

Таблица векторов прерываний

Совокупность всех векторов прерываний образует т.н. таблицу векторов прерываний. Таблицы векторов указанных выше МПК относятся к двум разным типам таблиц векторов.

Для таблицы векторов прерываний IBM PC (МПК на основе Intel 80x86, К1810ВМ86) характерно, что каждый вектор представляет собой полный адрес соответствующей ему программы обработки прерываний. Указанная таблица содержит 256 векторов (в т.ч. до 15 аппаратных). Примерный вид таблицы векторов представлен в таблице 4. Область векторов 20h-FFh называется пользовательской, т.е. предназначена для размещения векторов, обслуживающих прерывания от различных дополнительных периферийных устройств. Каждый вектор прерывания состоит из 2-х слов. Первое слово (младший адрес) содержит смещение IP, второе слово (старший адрес) – кодовый сегмент CS адреса программы обработки прерываний. Вектора из таблицы 3 являются частью таблицы 4 векторов для IBM PC.

Таблица 4

Адрес вектора	Номер вектора прерываний	Источник прерываний	Компоненты адреса программы обработки прерывания
0000h	00h	Ошибка деления на 0	IP
CS
0004h	01h	Пошаговый режим	IP
CS
0008h	02h	Прерывание от NMI	IP
CS
000Ch	03h	Контрольная точка	IP
CS
0010h	04h	Переполнение	IP
CS
…. ….	…. …..	…. ….	…. ….
0080h	20h	Пользовательский	IP
CS
…. …..	…. ….	…. ….	…. ….
03FCh	FFh	Пользовательский	IP
CS

Для таблицы векторов прерываний микроконтроллера Siemens SAB C167 характерно, что каждый вектор представляет собой два слова памяти, содержимое которых не регламентировано. Обычно здесь размещают инструкцию безусловного перехода на программу обработки прерывания, предназначенную для обслуживания соответствующего вектора. Таблица векторов для микроконтроллера Siemens SAB C167 содержит 56 векторов, а ее примерный вид представлен в таблице 5.

Таблица 5

Тип прерывания	Адрес вектора	Номер вектора Прерываний	Источник прерываний
Аппаратный	0000h	00h	Аппаратный перезапуск Программный перезапуск Сторожевой таймер
0008h	02h	Немаскируемые прерывания
0010h	04h	Переполнение стека (Stack Overflow)
0012h	08h	Переполнение стека (Stack Underflow)
0028h	0Ah	Неизвестный код
0040h …. …. …. …. 011Ch	10h ….. ….. ….. ….. 47h	Прерывания от внутренних устройств микроконтроллера: таймеров, портов, регистров ввода/вывода
Программный	00000h …. 01FCh	00h …. 7Fh	Команда Trap x, x-номер вектора прерываний

В каждой таблице прерываний адрес расположения вектора прерывания связан с его номером соотношением:

Адрес вектора = Номер вектора * Шаг таблицы векторов. В обеих таблицах 4 и 5 шаг таблицы векторов равен 4 (байта).

Механизм прерываний рассмотрим на примере МПК Intel 80x86. На рис. 9 представлена схема взаимодействия процессора, таблицы векторов прерываний и стека.

Стеком называется специально выделяемая при инициализации МПК область ОЗУ, в которой хранятся временные данные по принципу «первый вошел - последний вышел».

Процесс прерывания работы процессора реализован аппаратно и может быть представлен в виде трех шагов.

Шаг 1. В момент прерывания выполнение текущей программы останавливается и в стеке запоминается вектор прерванного процесса. Вектор прерванного процесса – это совокупность содержимого регистра флагов FLAGS и адреса возврата к прерванной точке программы. Адрес возврата равен содержимому счетчика команд IP и регистра кодового сегмента CS на момент прерывания.

Шаг 2. В счетчик команд IP и в регистр кодового сегмента CS заносится содержимое ячеек памяти вектора прерываний, соответствующего номеру возникшего прерывания. В соответствии с новым содержимым регистров IP и CS происходит переход на программу обработки прерывания и начинается ее выполнение.

Шаг 3. По достижении последней команды программы обработки прерываний, которой должна быть команда IRET, происходит перенос вектора прерванного процесса из стека в соответствующие регистры процессора. В результате восстанавливается состояние процессора на момент прерывания и продолжается выполнение прерванной программы.

Следует заметить, что изменение содержимого регистров общего назначения AX, BX,CX,DX в процессе прерывания аппаратно не контролируется. Контроль за сохранностью их содержимого возлагается на программиста и должен осуществляться в ПОП.

Дата добавления: 2014-12-16