В-четвёртых, осуществить проверку запросов прерывания

При работе в режиме реального времени МПС должна обладать способностью как

можно быстрее реагировать на определённые события, спонтанно возникающие в

системе управления. При возникновении такого события МП должен приостановить

выполнение текущей программы и перейти к соответствующей подпрограмме,

выполняемой как необходимая реакция МПС на возникшее событие. В соответствии со

случайным характером этот вид ветвления должен в каждом из многочисленных

случаях распознаваться и осуществляться специальными аппаратными средствами. Эти

средства - система прерываний, являющаяся составной частью МПС.

Для реализации механизма прерываний МП имеет специальный вход, на который

подаются сигналы, или запросы прерывания от ВУ. Поскольку сигналы прерывания

возникают в случайные моменты времени, МП реагирует на них не сразу, а лишь после

завершения текущего командного цикла.

В конце каждого командного цикла и перед началом следующего МП проверяет

наличие сигнала прерывания и в случае его обнаружения сохраняет адрес следующей

команды в стеке, а в СК записывает предусмотренный системой прерывания начальный

адрес соответствующей подпрограммы обслуживания этого прерывания. Таким

образом гарантируется, что после выполнения подпрограммы обслуживания

прерывания сохраненный в стеке первоначальный адрес следующей команды будет

возвращен в СК (разумеется, с некоторой задержкой) и прерванная программа будет

продолжена без потери информации.

Таким образом, следует различать прекращение последовательного выполнения

программы по командам перехода и по запросам прерывания. В обоих случаях

последствия одинаковы: продолжение программы следует не в соответствии с

последующей командой программной памяти, а по заранее предусмотренному адресу.

Но по существу здесь имеются значительные различия, а именно: командами перехода

осуществляется детерминированное ветвление программы как реакция на

определенные события, возникающие по ходу выполнения программы; прерывания,

напротив, обуславливают ветвление программы вследствие случайных событий,

появляющихся независимо от выполняемой программы как необходимая реакция МПС

на поведение или состояние ВУ.

Способность прерывания является решающим инструментом обработки

информации в реальном масштабе времени. Пропускная способность систем

прерывания (например, требуемое время перехода к подпрограмме) является поэтому

важнейшей характеристикой МПС.

Отметим, что порядок обработки прерываний от нескольких устройств

определяется аппаратным и программным обеспечением системы прерываний и может

следовать правилу обслуживания: ”первым вошел - первым вышел” (FIFO), либо

некоторой приоритетной схеме в соответствии с установленным приоритетом

устройств.

Функциональная схема МПС

Исходя из рассмотренного выше обобщенного алгоритма работы МПС, можно

более детально определить необходимые для МПС функциональные элементы. На рис.

3 приведена обобщенная функциональная схема МПС.

Рассмотрим сначала модули, расположенные в левой половине схемы, которые

служат для организации выполнения текущего командного цикла: регистр команд (РК)

хранит в течение цикла выполняемую команду и поставляет входную информацию для

дешифратора команд (ДК), который вырабатывает управляющие сигналы для прочих

модулей МПС в соответствии с тактовыми импульсами, поступающими от тактового

генератора. ДК, таким образом, является сложным модулем, определяющим структуру

последовательности команд МПС.

Конкретная исполняемая программа хранится в памяти программ (ПП). В начале

командного цикла соответствующая команда, адрес которой определяется содержимым

СК, считывается из ПП и передается в РК. Содержимое СК после этого либо

отсчитывается последовательно, либо устанавливается адрес новой последовательности

команд, если в этом цикле декодирована команда перехода.

Система прерываний (СП) воспринимает запросы прерывания и после

выполнения текущей команды, содержимое СК сохраняется в стеке и устанавливается

начальный адрес подпрограммы обслуживания прерывания. Устройство и принцип действия микропроцессорных систем

Дата добавления: 2015-05-09