Программирование контроллера прерываний i8259А

Программирование контроллера прерываний i8259A

Большая популярность применения этой микросхемы в качестве диспетчера ап­паратных прерываний в компьютерах на базе микропроцессоров Intel объясняет­ся наличием большого количества различных режимов ее работы, что позволяет сделать подсистему прерываний достаточно гибкой и эффективной. Действитель­но, если посмотреть на развитие аппаратной части компьютеров, начиная, напри­мер, с i8088/8086, то видно, что менялись самые разные компоненты, по подсис­тема прерываний, основанная на микросхеме i8259A, так и осталась неизменной.

В процессе загрузки компьютера и в дальнейшем во время работы контроллер прерываний настраивается на работу в одном из четырех режимов:

1. FNM (Fully Nested Mode) — режим вложеннык прерываний. В этом режиме каждому входу (уровню) irq0... irq7 присваивается фиксированное значение приоритета, причем уровень irq0 имеет наивысший приоритет, a irq7 — наименьший. Приоритетность прерываний определяет их право на прерывание обработки менее приоритетного прерывания более приоритетным (при условии, конечно, что IF = 1).

2. ARM (Automatic Rotation Mode) — режим циклической обработки прерываний. В этом режиме значения приоритетов уровней прерываний также линейно упорядочены, но уже не фиксированным образом, а изменяются после обработки очередного прерывания по следующему принципу: значению приоритета последнего обслуженного прерывания присваивается наименьшее значение.Следующий по порядку уровень прерывания получает наивысшее значение, и поэтому при одновременном приходе запросов на прерывания от нескольких источников преимущество будет иметь этот уровень. Это дает возможность обеспечить «равноправие» при обработке прерываний.

3. SRM (Specific Rotation Mode) — режим адресуемых приоритетов. Этот режим можно рассматривать как вариант режима ARM. В режиме SRM программист или система самостоятельно могут назначить уровень прерывания с наивысшим приоритетом.

4. РМ (Polling Mode) — режим опроса. Этот режим запрещает контроллеру автоматически прерывать работу микропроцессора при появлении прерывания от некоторого внешнего устройства. Для того чтобы микропроцессор смог узнать о наличии того или иного запроса на прерывание, он должен сам обратиться к i8259A для получения содержимого IRR, проанализировать его и далее действовать по своему алгоритму. Данный режим моделирует так называемую опросную дисциплину обработки прерываний. Мы упоминали о ней в начале раздела. Согласно этому подходу, инициатором обработки прерывания становится не само прерывание, как при векторной дисциплине, а микропроцессор, при­чем в определяемые им (точнее, операционной системой, выполняемой на нем) моменты времени.

Программирование контроллера прерываний осуществляется через адресное про­странство ввода-вывода посредством двух 8-битовых портов с адресами 20h и 2In. Управление контроллером осуществляется путем посылки в определенной по­следовательности в эти порты специальных приказов двух типов:

• ICW (Initialization Control Word) — управляющее слово инициализации. Всего имеются четыре таких слова с жесткой внутренней, структурой — ICW1...ICW4. Эти слова предназначены для задания режима работы контроллера. Количест­во этих слов (4) определено количеством режимов (см. выше).
• OCW (Operation Control Word) — операционное управляющее слово. Таких слов всего три, и они несут информационную нагрузку для определенных выше режимов работы контроллера прерываний. Обычно их обозначают OCW1...OCW3.

Как вы уже, наверное, успели понять, процесс программирования контроллера жестко регламентирован. Поэтому рассмотрим вначале формат приказов управле­ния, а затем их практическое применение.