计算机组成原理 第22讲_中断VIP专享VIP免费

计算机组成原理PrinciplesofComputerOrganization广义双语教学课程http://211.64.192.109/skyclass25/青岛理工大学校级精品课程http://jx.qtech.edu.cn/ec/C84/异步清零并行置数三态输出的16位寄存器16位寄存器应该有16位的数据输入端口D和数据输出端口Q，还有时钟脉冲CLK、置数控制load、清零clear和输出允许（输出三态门控制）OE等端口16位寄存器的系统框图16位寄存器0Q15Q0D15DCLKOEclearloadVHDL程序异步清零并行置数三态输出的16位寄存器libraryieee;--异步清零并行置数三态输出的16位寄存器useieee.std_logic_1164.all;entityreg16THRisport(clk,clear,load,oe_l:instd_logic;d:instd_logic_vector(15downto0);q:outstd_logic_vector(15downto0));endentityreg16THR;architecturev1ofreg16THRissignalq1:std_logic_vector(15downto0);begin异步清零并行置数三态输出的16位寄存器process(clock,clear)beginif(oe_l='0')thenq<=q1;elseq<="ZZZZZZZZZZZZZZZZ";--不允许输出时为高阻态endif;ifclear='1'thenq1<=(others=>'0');--异步清零elsifrising_edge(clock)thenif(load='1')thenq1<=d;--并行置数endif;endif;endprocess;endarchitecturev1;第10章输入输出系统Chapter10Input/outputSystemComputerEngineering(alsocalledElectronicandComputerEngineering,orComputerSystemsEngineering)isadisciplinethatcombinesbothElectronicEngineeringandComputerScience.Computerengineersusuallyhavetraininginelectronicengineering,softwaredesignandhardware-softwareintegrationinsteadofonlysoftwareengineeringorelectronicengineering.Computerengineersareinvolvedinmanyaspectsofcomputing,fromthedesignofindividualmicroprocessors,personalcomputers,andsupercomputers,tocircuitdesign.（2）§10.2程序中断输入输出方式中断（Interrupt）是由I/O设备或其它非预期的急需处理的事件引起的。它使CPU暂时中断当前正在执行的程序，而转去执行另一个中断服务程序（Interrupt-serviceRoutine）去处理这些事件（为中断源服务）。处理完后再返回原来的程序断点继续执行原来的程序。A程序中断请求中断服务程序指令i指令i+1断点开始返回引起中断的事件称为中断源（InterruptSource）。①外中断②内中断③软中断由处理机外部的I/O设备、定时器、电源等引起的中断。程序运行出错或处理器硬件故障引起的中断（异常）。由自陷指令产生的中断。外中断又可分为：可屏蔽中断（MaskableInterrupt），非屏蔽中断（NonMaskableInterrupt）。在计算机系统中，中断有以下作用：①CPU与I/O设备并行工作。②硬件故障处理。③实现人机联系。④实现多道程序和分时操作。⑤实现实时处理。⑥实现应用程序和操作系统的联系。⑦多处理机系统中各处理机之间的联系。中断系统需解决的问题①中断源如何向CPU发出中断请求？②有多个中断源同时申请中断时，如何确定应该先响应哪个中断请求？③CPU以什么方式响应中断，什么时候允许响应中断请求？④CPU响应中断后，如何保护现场？⑤CPU响应中断时，如何停止原程序的执行，如何转到中断服务程序的入口地址？⑥中断处理结束时，如何恢复现场，返回到原程序的间断点？⑦如果在中断处理过程中出现新的中断请求，应如何处理？CPU有若干条中断输入引脚：①中断源如何向CPU发出中断请求InterruptRequest？中断应答Interruptacknowledge可屏蔽中断MaskableInterrupt非屏蔽中断NonMaskableInterruptCPUINTRNMIINTA中断输出引脚每个中断源有不同的中断优先级InterruptPriority。②有多个中断源同时申请中断时，如何确定应该先响应哪个中断请求？首先响应优先级最高的中断请求。中断方式InterruptMode：向量中断，非向量中断，等。向量中断（VectoredInterrupt）方式要求中断源向CPU提供一个唯一代表该中断源的特征代码。③CPU以什么方式响应中断，在什么时候允许响应中断请求？CPU不是在任意时刻都可以响应中断。如果中断没有被屏蔽，至少要等到当前正在执行的这一条指令执行完，然后才能响应中断。保护现场就是保护程序被中断时的状态（程序的断点地址，寄存...