Întrerupere (IRQ)

Fiecare sistem computerizat constă nu numai din procesorul principal (CPU) și memoria de date, ci și din perifericele care sunt încorporate în carcasă sau conectate la interfețele externe. Aceste dispozitive sunt dispozitive de intrare și ieșire. De exemplu, puteți primi date din exterior. De exemplu, intrări tipice, cum ar fi mișcarea mouse-ului, tastatura sau traficul de rețea. Pentru ca CPU să observe că datele sunt în așteptare din exterior, trebuie să fie posibilă întreruperea procesorului în activitatea sa.

acest lucru

  1. În acest scop, există opțiunea procesorului de interogare ciclică a tuturor dispozitivelor de intrare. Ceea ce, cu multitudinea de componente dintr-un computer, ar însemna că procesorul nu ar fi ocupat cu nimic altceva.
  2. O alternativă este așa-numita cerere de întrerupere (a întrerupe), care apare atunci când datele sunt în așteptare din exterior. În acest scop, a fost creată posibilitatea de a întrerupe procesorul principal într-un mod definit în timp ce lucrarea rulează.

Secvența unei întreruperi

Dacă un dispozitiv are date disponibile pentru prelucrare ulterioară sau dorește doar să dea un răspuns, o cerere de întrerupere, adică o cerere de întrerupere (IRQ), este trimisă procesorului în activitatea sa în curs. Acest lucru se întâmplă prin întreruperea (linia) atribuită dispozitivului în cauză.
De exemplu, dacă este apăsată o tastă pe tastatură, controlerul tastaturii trimite un IRQ procesorului. Întrerupe activitatea curentă și execută o comandă la o anumită adresă de memorie care depinde de intrarea IRQ și se referă la driverul tastaturii. În operațiile ulterioare de citire și scriere, se asigură că litera apare pe ecran.

Motive de declanșare a întreruperii

Se declanșează o întrerupere pentru fiecare aplicație critică în timp în care datele trebuie trimise procesorului. Următoarele acțiuni pot fi responsabile pentru IRQ:

  • Mișcarea mouse-ului
  • Primirea datelor de la modem
  • Introducere tastatură
  • Înregistrare audio de pe placa de sunet
  • Citirea din mediul de stocare
  • Scriere reușită

Ponderarea dintre întreruperi este diferită, astfel încât sistemul să funcționeze optim din punctul de vedere al utilizatorului. Deci CPU-ul se poate ocupa de sarcinile importante. Cu toate acestea, în cazul unei supraîncărcări, datele importante nu pot fi procesate de procesor în timp util sau doar cu întârziere.

Managementul întreruperii

Când mai existau carduri plug-in ISA, întreruperile trebuiau configurate folosind jumperi. Ulterior, cu cardurile plug-in PCI, întreruperile ar putea fi setate folosind software. Cu APIC, sistemul de operare poate gestiona întreruperile independent. Utilizatorul nu mai trebuie să dea o mână de ajutor în acest moment. Cu gestionarea complet automată a întreruperilor de către APIC și sistemul de operare, pasionatul de PC a fost scutit de una dintre cele mai enervante sarcini care au existat vreodată.

APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller), care nu trebuie confundat cu ACPI, este o unitate de control pentru întreruperi într-un computer.
În sistemele cu mai multe procesoare, procesoarele au un APIC local prin care comunică cu celelalte procesoare și I/O-APIC de pe placa de bază. Acest lucru este necesar pentru ca atunci când se declanșează o întrerupere să fie clar care dintre procesoare este responsabil pentru această întrerupere.
Cu APIC este posibil ca un sistem de operare, cu condiția să suporte APIC, să aloce întreruperi de mai multe ori. Din acest motiv, APIC este acum integrat în fiecare procesor și pe fiecare placă de bază.
Utilizarea a tot mai multe carduri de expansiune a necesitat urgent asistență APIC din chipset și din sistemul de operare. Modul APIC a adus îmbunătățiri semnificative arhitecturii de întrerupere a computerului. Conflictele de resurse practic nu mai apar astăzi.

Procedură cu modul APIC

Când sistemul este pornit, BIOS-ul gestionează inițial distribuția IRQ, astfel încât dispozitivele să poată fi utilizate. De exemplu, pentru a putea porni sistemul de operare de pe hard disk sau o altă unitate. După ce sistemul de operare a început, acesta preia controlul asupra managementului IRQ și modifică distribuția IRQ a BIOS-ului.
Sistemele de operare moderne gestionează gestionarea IRQ pe hardware-ul compatibil APIC foarte priceput și fără configurare manuală de către utilizator. Din acest motiv, o modificare manuală a distribuției IRQ nu are sens și de obicei nu este deloc posibilă. De regulă, toate sistemele de operare sunt instalate în modul APIC.