Структура та принцип роботи програмованого контролера переривань

запам'ятовується вміст лічильника команд і здійснюється перехід за адресою підпрограми обслуговування переривання;

запам'ятовується, при необхідності, вміст внутрішніх регістрів (робочих і регістрів стану) і виконується передача даних під керуванням спеціальної програми (підпрограми) ;

після виконання підпрограми здійснюється повернення до продовження виконання перерваної програми. 

У мікропроцесорній системі можуть використовуватися два методи реалізації приведеної послідовності дій: 

переривання з опитуванням;

переривання по вектору. 

У першому випадку здійснюється опитування кожного периферійного пристрою, поки не пройде звернення до того, що запросив переривання. Далі здійснюється перехід на відповідну підпрограму обслуговування переривання, що і виконує обмін даними. При цьому методі пріоритет пристрою визначається його місцем у послідовності опитування. На відміну від даного методу у випадку переривання по вектору при одержанні запиту від пристрою керування передається безпосередньо на відповідну програму обслуговування, тобто пристрій розпізнається відразу ж після надходження сигналу підтвердження переривання.  Мікросхема ПКП КР580ВН59 реалізує обидва методи переривання, шляхом програмного встановлення у відповідний режим роботи. 

Режим роботи, що відповідає методу переривання з опитуванням, називається обслуговуванням за результатами опитування, а методу переривання по вектору - обслуговуванням по запиту. У режимі обслуговування по запиту ПКП, одержуючи запити від периферійного пристрою, запам'ятовує їх, виділяє запит з вищим рівнем пріоритету, порівнює його за рівнем пріоритету з обслугованими запитами, зареєстрованими в РОЗП, і, якщо рівень пріоритету виділеного запиту виявляється вище, ніж у зарегистрованих, видає сигнал ІNT для мікропроцесора. 

Після одержання з боку мікропроцесора сигналу підтвердження переривання ІNTA ПКП виробляє вектор переривання, тобто початкову адресу підпрограми обслуговування того пристрою, що викликало видачу ІNT. Це здійснюється шляхом посилки в мікропроцесор трехбайтової команди CALL, що відбувається таким чином. При одержанні сигналу INTA КР580ВН59 посилає кодову комбінацію 11001101 (тобто код команди CALL у мікропроцесорному комплекті серії КР580) на 8-розрядну шину даних. Цей код команди CALL ініціює ще два сигнали ІNTA, що повинні надійти на ПКП із боку процесора. Останні два сигнали ІNTA дозволяють мікросхемі КР580ВН59 послати сформовану адресу підпрограми на шину даних: спочатку молодші вісім розрядів адреси, а потім старші. 

Шляхом з'єднання аналогічних мікросхем за допомогою спеціальної шини CAS2-CAS0 (рис. 3) можна збільшити число запитів, що обслуговуються, до 64. При цьому в залежності від подачі відповідних сигналів на виводи MS/SV мікросхем одна з них виступає в якості ведучої, а інші - у якості ведених. 

Попередньо кожній веденій мікросхемі привласнюється її номер (шляхом запису в неї відповідного командного слова), що повинний бути рівний номеру входу ІRQ ведучої мікросхеми, з яким з'єднаний вивід ІNT ціеї мікросхеми. 

Якщо сигнал ІNT, що надійшов на процесор, вироблений сигналом ІRQ, що надійшов на вхід ведучої мікросхеми, то формування трибайтової команди CALL здійснюється цією же мікросхемою. Якщо ж переривання процесора походить від сигналу ІRQ, що надійшов на вхід веденої мікросхеми, то формування команди CALL відбувається так. При надходженні першого сигналу ІNTA ведуча мікросхема видає на шину даних код команди CALL, а на шину CAS2 - CAS0 - код номера веденої мікросхеми. Тому з приходом інших сигналів ІNTA код адреси підпрограми обслуговування виробляється на шину даних тією веденою мікросхемою, запрограмований номер якої збігся з кодом на шині CAS2 - CAS0. 

Одержуючи запити від периферійних пристроїв, ПКП визначає, яке з них володіє найвищим пріоритетом. При цьому рівні пріоритетів входів ІRQ7 - ІRQ0 мікросхеми заздалегідь задані і знаходяться завжди в строго визначеному співвідношенні один з одним. Найвищим рівнем пріоритету володіє вхід ІRQ0 пріоритетного кільця, з найнижчим - вхід ІRQ7, називаний дном пріоритетного кільця. Таким чином, задаючи положення дна, можна однозначно визначити рівень пріоритету кожного входу мікросхеми. Усі можливі варіанти статусів приведені в табл. 2.

 

Табл. 2

Вхід мікросхемиСтатус рівнів пріоритету

IRQ076543210

IRQ107654321

IRQ210765432

IRQ321076543

IRQ432107654

IRQ543210765

IRQ654321076

IRQ765432107

 

Мікросхема має кілька програмних способів завдання дна кільця, що застосовуються в залежності від системних вимог. 

Після вироблення сигналу ІNT і одержання послідовності сигналів ІNTA блокується обслуговування всіх запитів, що мають однаковий або більш низький у порівнянні з обслугованим рівень пріоритету. Заборонити обслуговування запитів можна застосуванням маскування, що дозволяє заблокувати кожний з входів мікросхеми, на який надходить сигнал ІRQ. З іншого боку, усунути блокуючий вплив обслуговуваня запиту на обслуговування інших запитів можна, використовуючи спеціальне маскування. Це досягається також шляхом запису в мікросхему ПКП слова команди кінця переривання. 

При обслуговуванні переривань по опитуванню мікропроцесор блокує свій вхід ІNT тому що ініціатором обслуговування є він сам. У цьому випадку по кожному сигналі RD, що надходить після подачі команди "Обслуговування за результатами опитування", при наявності запитів зчитується код номера запиту, що має найвищий у даний момент рівень пріоритету. Встановлення мікросхеми у вихідний стан і встановлення алгоритму обслуговування переривань здійснюється за допомогою двох типів слів команд, записуваних у ПКП СКІ і СКО. 

Набір операцій мікросхеми. 

Мікросхема може виконувати наступний набір операцій. 

1. Операція маскування: 

1.1. індивідуальне маскування запитів; 

1.2. спеціальне маскування. 

2. Операції установки статусу рівнів пріоритету:

2.1. по встановленні вихідного стану;