接口芯片和端口

第14章我们讲过,PC系统的接口卡和主板上,装有各种接口芯片。这些外设接口芯片的内部有若干寄存器,CPU将这些寄存器当作端口来访问。

外设的输入不直接送入内存和 CPU,而是送入相关的接口芯片的端口中;CPU向外设的输出也不是直接送入外设,而是先送入端口中,再由相关的芯片送到外设。CPU还可以向外设输出控制命令,而这些控制命令也是先送到相关芯片的端口中,然后再由相关的芯片根据命令对外设实施控制。

可见,CPU 通过端口和外部设备进行联系。

外中断信息

现在,我们知道了外设的输入被存放在端口中,可是外设的输入随时都有可能到达,CPU 如何及时地知道,并进行处理呢﹖更一般地讲,就是外设随时都可能发生需要CPU及时处理的事件,CPU 如何及时得知并进行处理?

CPU提供中断机制来满足这种需要。前面讲过,当CPU 的内部有需要处理的事情发生的时候,将产生中断信息,引发中断过程。这种中断信息来自CPU的内部。

还有一种中断信息,来自于CPU外部,当CPU 外部有需要处理的事情发生的时候,比如说,外设的输入到达,相关芯片将向CPU发出相应的中断信息。CPU在执行完当前指令后,可以检测到发送过来的中断信息,引发中断过程,处理外设的输入。

在PC系统中,外中断源一共有以下两类。

1.可屏蔽中断

可屏蔽中断是CPU可以不响应的外中断。CPU是否响应可屏蔽中断,要看标志寄存器的IF位的设置。当CPU检测到可屏蔽中断信息时,如果IF=1,则CPU在执行完当前指令后响应中断,引发中断过程;如果IF=0,则不响应可屏蔽中断。

2.不可屏蔽中断

不可屏蔽中断是CPU必须响应的外中断。当CPU检测到不可屏蔽中断信息时,则在执行完当前指令后,立即响应,引发中断过程。

几乎所有由外设引发的外中断,都是可屏蔽中断。当外设有需要处理的事件(比如说键盘输入)发生时,相关芯片向CPU发出可屏蔽中断信息。不可屏蔽中断是在系统中有必须处理的紧急情况发生时用来通知CPU的中断信息。

指令系统总结

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