1. Nguyên lý cấu trúc của một mạch DRAM
4.2.1. Nguyên lý vào/ra bằng ngắt
Những hạn chế của phương pháp vào/ra bằng chương trình được khắc phục bằng phương pháp vào/ra bằng ngắt. Trong phương pháp này TB vào/ra chủ động khởi động quá trình vào/ra số liệu.
- CPU hoạt động bình thường
- Khi TB vào/ra sẵn sàng chuyển số liệu sẽ gửi yêu ngắt tới CPU bằng tín hiệu INTR (Interrupt Request)
- CPU thực hiện nốt lệnh đang thực hiện trước khi trả lời
- Xác định ngắt và trả lời thiết bị vào/ra bằng tín hiệu INTA (Interrupt Acknowledgement)
- Đẩy PSW (Program State Word) và PC (Program Counter) vào ngăn xếp TB vào/ra thông qua bộ điều khiển ngắt cho biết địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt. CPU nạp địa chỉ này vào PC.
- CPU nhảy đến chương trình con phục vụ ngắt (Interrupt Service Routine) ISR
- Chương trình ISR sẽ đẩy các thanh sẽ bị thay đổi trong chương trình con vào ngăn xếp.
- Chương trình ISR sẽ thực hiện việc chuyển số liệu giữa TB vào/ra và bộ nhớ qua CPU (ACC).
- Sau khi chuyển số liệu xong, CPU khôi phục các thanh ghi
- Khôi phục PC và PSW từ ngăn xếp, trở về chương trình chính thực hiện tiếp nhiệm vụ trước khi có ngắt.
Bằng phương pháp ngắt thiết bị vào ra được phục vụ theo yêu cầu của chúng nên thường sử dụng trong các ứng dụng thời gian thực đòi hỏi thời gian khởi động phục vụ ngắn.
Ví dụ:
Hệ thống báo động (từ đầu cảm biến điều khiển lò hơi khi nhiệt độ vượt ngưỡng) Đồng hồ thời gian thực
Báo lỗi phần cứng Báo mất nguồn nuôi Báo lỗi trong truyền tin
Một số khái niệm khác
- Ưu tiên: Trong cùng một thời điểm có thể có nhiều yêu cầu ngắt nên máy tính (CPU) phải có phương pháp để lập thứ tự phục vụ ngắt đảm bảo cho việc vào/ra số liệu của toàn hệ không bị xáo trộn. Thông thường mỗi thiệt bị vào/ra được
gắn một mức ưu tiên. Tuỳ theo mức ưu tiên mà CPU xác định thứ tự phục vụ cho các thiết bị vào/ra.
- NMI (Non Maskable Interrupt) là yêu cầu ngắt tức thời, không cấm và cho phép được bằng phần mềm được.
- Ngắt mềm dùng lệnh (INT) để gọi các chương trình phục vụ ngắt của hệ thống.