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  • cpu的中断响应时间

    万次阅读 2016-05-05 10:47:58
    从发出中断请求到进入中断处理所用的时间 计算机中CPU的中断响应时间指的是()的时间。 A.从发出中斯请求到中断处理结束 B....C....D....A.一条指令结束 B.外设提出中断 C.取指周期结束 D.程序执行结束
    




    计算机中CPU的中断响应时间指的是()的时间。

    A.从发出中斯请求到中断处理结束
    B.从中断处理开始到中断处理结束
    C. CPU分析判断中断请求
    D. 从发出中断请求到开始进入中断处理程序


    解析:cpu的中断响应时间是指从发出中断请求到进入中断处理所用的时间




    CPU响应中断的时间是( )。

    A.一条指令结束

    B.外设提出中断

    C.取指周期结束

    D.程序执行结束


    解析:把一条指令执行完作为响应中断的条件

    1.中断源如何向CPU表达中断请求
      一般是设置中断请求触发器,在需要CPU服务时,将中断请求触发器置位,其1端或0端输出的跳变作为中断请求信号。显然中断源可以随时提出中断请求。    
      2.中断请求何种情况下才可能得到CPU响应
      一个中断请求在同时具备下列两个条件时,才有可能得到CPU响应:
      ①该中断源未被屏蔽; 搜索
      ②该中断请求在当前所有中断请求中级别最高。
      3.CPU何时响应中断
      CPU在同时满足下列两个条件时,响应中断:
      ①IF=1(对非屏蔽中断,没有此项要求);
      ②现行指令执行完。
      CPU在每一个指令周期的最后一个总线周期的最后一个时钟周期的开始采样中断请求输入线,若有中断请求,则下一步不进入取指令周期,而进入中断响应周期,如图5.1所示。对于8086系列CPU,中断响应周期为两个。
    之所以把一条指令执行完作为响应中断的条件,是因为中断响应周期以及中断服务程序要占用CPU资源。如果在执行一条指令的中间响应中断,则指令的当前状态既不能保存也无法加以恢复。与此相对比,DMA操作是在DMA控制器的作用下进行的,不占用CPU资源,所以在一条指令执行中间、当前总线周期结束即可进入DMA周期。



    中断响应可以分为以下几个步骤:

    1、保护断点,即保存下一将要执行的指令的地址,就是把这个地址送入堆栈。
    2、寻找中断入口,根据5个不同的中断源所产生的中断,查找5个不同的入口地址。以上工作是由计算机自动完成的,与编程者无关。在这5个入口地址处存放有中断处理程序(这是程序编写时放在那儿的,如果没把中断程序放在那儿,就错了,中断程序就不能被执行到)。
    3、执行中断处理程序。
    4、中断返回:执行完中断指令后,就从中断处返回到主程序,继续执行。




    正确答案:A

    
    
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  • 这里写目录标题先验知识回顾控制寄存器回顾1、8086中断类型1、外部可屏蔽中断2、外部不可屏蔽中断3、除法错中断4、单步中断5、断点中断6、溢出中断7、软中断2、8086中断向量表3、8086中断响应1、外部可屏蔽中断响应2...

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    先验知识回顾

    控制寄存器回顾

    1
    PSW是Program Status Word的缩写,即程序状态字(也叫程序状态寄存器)
    CS:段代码寄存器。

    1、8086中断类型

    8086用8位二进制码表示一个中断类型,共有256个中断,可分为两大类:
    1
    中断结构:
    2

    1、外部可屏蔽中断

    由INTR引入,受到标志寄存器中的中断允许标志位IF控制。
    IF=0:CPU不响应INTR中断;
    IF=1:CPU响应INTR中断;
    INTR中断的类型码范围:8~255;

    2、外部不可屏蔽中断

    由NMI引入,不受到中断允许寄存器标志位IF控制。
    NMI信号有效,且8086现行指令执行结束,且没有DMA请求:响应NMI中断
    NMI中断类型码:2

    3、除法错中断

    在执行DIV或者IDIV指令时,除数为0或商超过寄存器能够表达的范围(商溢出):执行中断。
    中断类型号:0.
    (我寻思着,在做除法操作的时候就可以避免这种现象的存在,没有必要搞个中断啊。。。)

    4、单步中断

    受到标志位寄存器中的陷阱标志位TF控制。
    TF=1:CPU每执行完一条指令就引起一个内部中断。
    TF=0:无
    中断类型号:1
    用途:用于实现但不操作,是一种强有力的调试手段。(联系debug中相关操作)

    5、断点中断

    由INT3指令产生的内部中断。
    在程序调试过程中,需要跟踪程序走向,了解程序执行过程中的中间结果时,可以用INT3指令临时替代原有的指令,称为设置断点。
    中断类型号:3

    6、溢出中断

    受到标志寄存器中的溢出标志位OF控制。
    若上条指令执行结果使OF=1,则产生中断。
    中断类型号:4

    7、软中断

    由INTn指令产生。
    中断类型码:n

    2、8086中断向量表

    两个知识点:
    中断向量:中断指针,是中断服务程序的入口地址
    中断向量表:中断类型号与对应的中断服务函数入口地址的换算表。
    8086的中断向量表如下:
    1

    3、8086中断响应

    1、外部可屏蔽中断响应

    1、等待当前指令结束,然后进入中断响应周期。
    2、CPU获取中断类型号
    3、当前的PSW、CS、IP的内容依次压入栈中。(保存了断点的状态和断点地址,以便返回时恢复)
    4、清除PSW中的IF位和TF位。(IF=0意味着关中断,这里不包含中断嵌套)
    5、把中断服务函数的入口地址置入IP和CS
    6、完成响应,进入中断服务函数

    2、外部不可屏蔽中断响应

    中断请求在NMI端加入。
    等待当前指令执行结束.如果同时出现非屏蔽和可屏蔽中断请求,CPU优先响应非可屏蔽。
    中断类型号由硬件决定,不需要从外部获取。其他操作与可屏蔽中断相同

    3、内部中断响应

    内部中断的响应操作的共同特点:
    1、中断类型号来源于:指令码、CPU硬件,不需要从外部获取
    2、没有INTA’信号的响应周期
    3、不受到IF位的控制,但单步中断受TF位控制
    4、除单步中断之外,其他内部中断都比外部中断优先响应
    5、同样执行可屏蔽中断的3、4、5操作
    特别说明:
    中断响应时应清除TF标志位意味着什么?
    TF=1,没执行完一条指令都引起一次单步中断。如果不清除,将不停地引起中断,每次中断都执行同一条指令而不能反悔。
    所以,中断服务函数期间TF=0,等到IRET指令恢复PSW值是,才恢复TF位。

    4、8086中断返回

    无论内部外部中断,中断返回都是由中断服务函数的末尾设置IRET指令实现的。
    IRET指令的操作是:恢复断点处的地址和PSW内容:依次从堆栈中弹出保存的IP、CS、PSW值,使被中断的程序继续执行


    参考书籍:

    《微机原理与接口技术》

    展开全文
  • 中断响应时间/中断步骤/中断源

    千次阅读 2017-06-29 10:10:32
    中断的响应时间就是中断的响应过程的时间,中断的响应过程是当有事件产生,进入中断之前必须先记住当前正在做的事情,然后去处理发生的事情,处理这个过程的时间,叫做中断响应时间。  计算机中也是采用的这种方法...
        中断的响应时间就是中断的响应过程的时间,中断的响应过程是当有事件产生,进入中断之前必须先记住当前正在做的事情,然后去处理发生的事情,处理这个过程的时间,叫做中断响应时间。
      计算机中也是采用的这种方法,五个中断源,每个中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的序,当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的地址,以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。

      基本定义就是:从发出中断请求到进入中断处理所用的时间

    具体地说,中断响应可以分为以下几个步骤:

      1、保护断点,即保存下一将要执行的指令的地址,就是把这个地址送入堆栈。

      2、寻找中断入口,根据5个不同的中断源所产生的中断,查找5个不同的入口地址。以上工作是由计算机自动完成的,与编程者无关。在这5个入口地址处存放有中断处理程序(这是程序编写时放在那儿的,如果没把中断程序放在那儿,就错了,中断程序就不能被执行到)。

      3、执行中断处理程序。

      4、中断返回:执行完中断指令后,就从中断处返回到主程序,继续执行。RETI指令

      中断的实时性是实时系统的一个重要方面。中断响应时间是影响中断实时性的主要因素。

    8051单片机有5个中断源:●INTO-外部中断0请求,低电平有效,通过P3.2引脚输入。●INTl-外部中断1请求,低电平有效,通过P3.3引脚输入。●TO-定时器/计数器0溢出中断请求。●T1-定时器/计数器1溢出中断请求。●TX/RX-串口中断请求。中断优先级是指通过软件设定中断优先级的控制位使某种中断被系统优先处理。8051单片机有两个中断优先级,可通过软件设定IP来规定某个中断位高级中断,相反为低级中断。

    8051的时钟周期即CPU的晶振的振荡频率的振荡周期(频率的倒数)
    当振荡频率为10MHZ时,振荡周期=1/10MHZ=0.1us
    机器周期是完成一个基本操作的时间单元,一个机器周期=12个时钟周期
    当振荡频率为10MHZ时,机器周期=12x0.1=1.2us
    8051的指令周期,指取出并执行一条指令的时间。一般为1-4个机器周期

     

    //

    8051的CPU在每个机器周期期间,顺序采样每个中断源,CPU在下一个机器周期按优先级顺序查询中断标志,如查询到某个中断标志为1,将在下一个机器周期期间按优先级来进行中断处理。在下列任一种情况存在时,中断申请将被封锁。

    1、CPU正在执一个同级或高级的中断服务程序

    2、当前机器周期不是当前指令周期的最后一个机器周期,即要保证把当前指令执行完。

    CPU响应中断, 由硬件自动将相应的中断矢量地址装入程序计数器PC,转入该中断服务程序进行处理。对于有些中断源,CPU在响应中断后会自动清除中断标志,如定时器溢出标志TF0,TF1,以及部中断标志IE0,IE1。

        而有些中断标志,不会自动清除,只能由用户用户软件清除,如串行口接收发送中断标志RI,T1。CPU执行中断服务程序之前,自动将程序计数器PC内容压入堆栈保护,然后将对应的中断矢量装入程序计数器PC,使程序转向该中断矢量地址单元中,以执行中断服务程序,中断服务程序从矢量地址开始执行,一直到返回指令“RETI”为止。“RETI”指令的操作,一方面告诉中断系统中断服务程序以执行完毕,另一方面把原来压入堆栈保护的断电地址从栈顶弹出,装入程序计数器PC,使程序返回被中断的程序断点处,以便继续执行。

     

    外部中断响应时间

        外部中断INT0和INT1的 电平在每个机器周期,经反向后锁存到IE0和IE1的标志位,CPU在下一个机器周期才会查询到新置入的IE0和IE1,这时如果满足响应条件,CPU响应中断时,要用二个机器周期执行一条硬件长调用指令“LCALL”。所以,从产生外部中断到开始执行中断程序至少需要三个完整的机器周期。如果在中断申请时,CPU正在长指令,如乘法和除法指令等四周期指令,则额外等待时间增加三个周期;若正在执行“RETI”指令或访问IE,IP的指令,则额外等待时间又增加两个周期。综上估计,在单一中断系统里,外部中断响应时间约在3-8个机器周期之间。

     

           指令MOV R0,#11H的意义是:将数据11H送入工作寄存器R0中,物理意义为设定在中断服务程序中发送的一个数据的地址,即打印机缓冲区的第二字节 。因为必须在主程序上发送第一个字节之后,打印机才能发出第一次中断请求,如果单片机将所有数据都放在中断服务程序中发送,则会引起单片机和打印机相互等待,即打印机等待单片机将数据送上数据总线,并通过T0引脚发送一个负脉冲选通信号到打印机的STB引脚,打印机要在检测到该引脚上的负脉冲前沿后,才开始打印 。另一方面,单片机却在等待打印机打印完一个数据后,提出中断申请,才能在中断服务程序中发送第一个数据。

       指令MOV P2,10H的意义是:将内部数据存储器10H单元送上并行接口P2,其物理意义是发送第一打印数据。

        指令CLR P3.4的意义为:对端口P3.4,即T0引脚清0,其物理意义向打印机发送选通信号的前沿,打印机检测到选通信号的前沿后,置引脚BUSY的状态为高电平,然后开始打印。

        指令SETB P3.4的意义为:对端口P3.4置1,其其物理意义向打印机发送选通信号的后沿。

        指令LJMP §的意义是:跳转到本条指令,即主程序到此就进入死循环。请大家注意只要用户不关机的话,CPU就会不停的运行下去,不会因为用户程序到此结束,如果没有这条死循环指令的话,CPU就会从程序存储器的下一个单元取出一个数,把它当下一个指令的操作码处理,这样,程序就会出错,甚至死机 。所以,如果一个系统中本身没有死循环的话,一定要在主程序的最后认为加上一条死循环指令。

         SUBO是一个标号,表示外中断0的真正起始地址。

         指令MOV P2,@R0的意义是,把R0的内容作为内部数据存储器的地址,再把该地址的数据去出来送到端口P2,起物理意义是发送第二个打印数据。

         指令CLR P3.4的意义是,对端口P3.4清0,物理意义是发送STB选通信号的前沿,打印机检测到该信号,置引脚BUSY为高电平,然后开始打印。

         指令SETB P3.4的意义是 ,对端口P3.4置1,物理意义是发送STB选通信号的后沿。

         指令INC R0的意义是:对R0的内容加1,物理意义是改变打印缓冲区中下一个待打数据的指针,这条指令运行后,R0中的内容为12H,即下一个待打印数据在12H单元中。

         指令CJNE RO,#13H LAB1的意义是:判断R0的内容是否为13H,如是则继续往下运行,否则跳转到标号为LAB1的地方,物理意义为如果待打印数据的指针向13H,即表示所有的数据都打印完毕,则运行关中断指令,否则表示数据末打印完,则跳过关中断指令。

    LAB1是一个标号。

         指令RETI的意义是:中断返回,物理意义是清除外中断0的中断请求标志,并返回主程刚才被中断的地方,这是本程序经编译后的机器码指令,用仿真器把它固化到程序存储器后,就可以运行了。

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  • 中断指令

    2019-12-21 11:08:35
    中断指令并不是指令系统中的一条真正的指令,它没有操作码,所以中断指令是一种不允许、也不可能为用户使用的特殊指令。其所完成的操作主要有: (1)保存断点 为了保证在中断服务程序执行完毕能正确返回原来的...

    中断隐指令指CPU响应中断之后,经过某些操作,转去执行中断服务程序的一种操作。
    中断隐指令并不是指令系统中的一条真正的指令,它没有操作码,所以中断隐指令是一种不允许、也不可能为用户使用的特殊指令。其所完成的操作主要有:
    (1)保存断点
    为了保证在中断服务程序执行完毕能正确返回原来的程序,必须将原来程序的断点(即程序计数器(PC)的内容)保存起来。断点可以压入堆栈,也可以存入主存的特定单元中。
    (2)暂不允许中断
    暂不允许中断即关中断。在中断服务程序中,为了保护中断现场(即CPU主要寄存器的内容)期间不被新的中断所打断,必须要关中断,从而保证被中断的程序在中断服务程序执行完毕之后能接着正确地执行下去。
    并不是所有的计算机都在中断隐指令中由硬件自动地关中断,也有些计算机的这一操作是由软件(中断服务程序)来实现的。中断服务程序一般用来保存通用寄存器和状态寄存器的内容。
    (3)引出中断服务程序
    引出中断服务程序的实质就是取出中断服务程序的入口地址送程序计数器(PC)。对于向量中断和非向量中断,因此中断服务程序的方法是不相同的。

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中断响应发生在一条指令