Программирование контроллера прерываний.

Контроллер программируется с помощью команд, которые формируются в регистре АL центрального процессора и передаются в ПКП по команде OUT. Различают два вида команд программирования: команды инициализации ICW, используемые для начальной подготовки контроллера к работе, и рабочие команды OCW, предназначенные для задания маски, различных режимов работы ПКП, а также для обеспечения контрольного считывания содержимого регистров ПКП. Управляющие сигналы, которые сопровождают подачу команд, приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Различают четыре основных режима работы контроллера: полной вложенности, циклического приоритета, специального маскирования и поллинга (последовательного опроса). Режим полной вложенности, при котором каждый вход запроса прерываний имеет фиксированный приоритет от высшего уровня (вход IRO) до низшего (вход IR7), является стандартным и не требует использования рабочих команд. Остальные режимы, а также состояние регистра маски РМП могут быть заданы с помощью следующих рабочих команд.

Команда OCW1 устанавливает и сбрасывает разряды регистра РМП: установленный в «1» i-ый разряд регистра маскирует вход IRi; во всех режимах, в результате чего запросы по этому входу не будут вызывать перехода кпрограмме обслуживания.

Команда OCW2 управляет режимами сдвигов приоритетов и окончаний прерываний.

Команда OCW3 служит для установки режимов маскирования, считывания статуса и поллинга.

Режимы работы контроллера.

Режим полной вложенности - устанавливается сразу после окончания инициализации. Приоритеты запросов прерывания упорядочиваются в сторону убывания от 0 до 7. Добавим, что в системе с каскадированием контроллеров полная вложенность обеспечивается только по входам ведущего контроллера. При обслуживании запроса по какому-либо входу ведомого контроллера запросы по другим его входам (даже с более высоким приоритетом) не обслуживаются.

Специальный режим полной вложенности. Применяется тогда, когда в системе используется каскадирование контроллеров и вложенность приоритетов должна сохраняться для каждого контроллера. Этот режим, устанавливаемый командой ICW4, отличается от обычного режима полной вложенности следующим:

- когда обслуживается запрос от некоторого ведомого контроллера, этот контроллер не закрыт от приоритетной логики ведущего контроллера и дальнейшие запросы на прерывание от входов с более высоким приоритетом в пределах ведомого контроллера будут распознаваться ведущим контроллером и инициировать запрос прерывания для ЦП (в обычном режиме полной вложенности ведомый контроллер маскируется, если его запрос находится в обслуживании, так что другие запросы от него не воспринимаются);

- если запускается подпрограмма обслуживания прерывания, то программным путем необходимо проверить, является ли данное прерывание единственным от этого ведомого контроллера. Это. делается с помощью посылки неспецифической команды окончания прерывания EOI на подчиненный контроллер с последующим чтением содержимого РОП и проверкой его на нуль. Если проверка удовлетворена, то такая же команда EOI посылается на ведущий контроллер для анализа его РОП.

Режимы циклического приоритета. Используются в тех случаях, когда требуется установить одинаковые приоритеты на обслуживание ВУ. При этом любое обслуженное ВУ получает низший приоритет, а приоритеты остальных устройств циклически сдвигаются относительно него. Повторное обслуживание ВУ возможно лишь после обслуживания всех остальных устройств. Такой режим автоматического сдвига приоритетов называется режимом А и устанавливается командой OCW2.

В контроллере имеется также режим программного сдвига приоритетов - режим В. В этом случае разработчик может с помощью команды OCW2 задавать номер входа, которому будет присвоен низший приоритет, а приоритеты других входов зафиксируются по отношению к заданному.

Режим cпециального маскирования. Применяется для того, чтобы программы обслуживания прерываний могли динамически изменять структуру системных приоритетов в процессе работы. Например, при выполнении какой-либо части подпрограммы обслуживания необходимо запретить запросы более низких уровней, а при выполнении другой части - разрешить их. Трудность реализации таких действий состоит в том, что пока выполняется подпрограмма и соответствующий разряд в регистре РОП не сброшен, контроллер не реагирует на запросы с более низким приоритетом. Для разрешения прерываний со всех уровней (в том числе и с более низких) устанавливается режим специального маскирования (затенения), при котором запрещается только прерывание на данном уровне. Этот режим задается и отменяется командой OCW3.

Рис. 4.2. Схема каскадирования ПКП

Режим опроса (поллинга). Применяется для организации обслуживания запросов прерываний по инициативе программы, выполняемой МП. При этом прерывания ЦП запрещаются путем сброса флага IF и используется команда POLL, которая задается с помощью OCW3. Тогда контроллер воспринимает следующий импульс по входу RD как подтверждение прерывания и выдает на ШД следующий байт: D7 = 1 - устанавливается .в «1», если на вход данного контроллера поступил запрос; D2 - D0 - задают двоичный код входа высшего уровня среди тех, по которым поступили запросы. С помощью команды POLL последовательно опрашиваются все контроллеры прерываний в системе, что позволяет легко наращивать число уровней приоритетов сверх 64. В этом режиме таблица адресов подпрограмм обслуживания не используется, и он полезен в тех случаях, когда одна подпрограмма применяется для обслуживания нескольких уровней прерываний.

Каскадирование контроллеров прерываний.Контроллеры прерываний имеют встроенные средства для их каскадирования с целью увеличения числа уровней прерываний. На рис. 4.2 показана схема каскадирования, содержащая три контроллера, в которой контроллер ПКП0 является ведущим, а остальные два - ведомыми. Включение контроллера в качестве ведущего или ведомого определяется соответствующим подключением вывода SP/EN к источнику питания в первом случае и к общей шине - во втором. Шины каскадирования CAS0–CAS2 всех контроллеров соединяются параллельно, причем выводы CAS0-CAS2 ведущего контроллера работают как выходы, а у ведомых контроллеров - как входы. Когда активизируется вход запроса ведомого контроллера, ведущий контроллер разрешает ведомому выдать номер соответствующего уровня прерывания по второму импульсу INTA.