УКНЦ журнал 1994-01 прерывания

Данный материал защищён авторскими правами! Использование материала заявлено как добросовестное, исключительно для образовательных некоммерческих целей.

СИСТЕМА ПРЕРЫВАНИЙ ПРОЦЕССОРА К1801ВМ2

Статья из журнала «Персональный компьютер УКНЦ» №1 1994 год

Терминология

• ВЕКТОР СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА — значения счетчика команд и слова состояния
• ВЕКТОР ПРЕРЫВАНИЯ — вектор состояния прерывающего процесса.
• АДРЕС ВЕКТОРА ПРЕРЫВАНИЯ — адрес ячейки памяти, содержащей значение СК прерывающего процесса. В следующей ячейке хранится значение ССП прерывающего процесса.
• ПРОСЛЕЖИВАЕМАЯ КОМАНДА — команда, выполняемая при установленном Т-разряде в ССП.

Источники прерываний и их АВП

Прерывания, обусловленные применением процессора К1801ВМ2 и регистрируемые на магистралях ЦП и ПП, приведены в табл. 1.

Таблица 1

АВП	Очередность	Описание
4	2	Прерывание по запрещенной команде возникает при попытке выполнить команду с неправильно заданным методом адресации. К таким командам относятся команды JMP и JSR с регистровыми методами адресации
4	1	Прерывание по зависанию в канале возникает при попытке обращения по адресу несуществующей ячейки памяти или регистра ВУ
10	2	Прерывание по резервной команде возникает при попытке выполнить команду, код которой в данном процессоре не используется
14	4	Прерывание по Т-разряду вызывается после выполнения команды при установленном 4-м разряде ССП. Установка и очистка 4-го разряда возможна только при выполнении команд RTT, RTI, ШАГ, ПУСК и при загрузке вектора прерывания
24	5	Прерывание по сбою питания происходит при снижении сетевого питания за пределы допустимого уровня. По завершении выполнения текущей команды процессор переходит на выполнение программы обработки прерывания...
100	7	Прерывания от «сетевого таймера» возникают в момент достижения лучом кинескопа монитора конца кадра кадровый синхросигнал монитора.)
250	3	Прерывание по сигналу WIR. В ЦП УКНЦ используется только для работы внешних расширений магистрали ЦП (например, обработка ошибок обмена с дополнительными магистралями)
******	8	Сигнал VIRQ (от устройств ЭВМ, см. след. главу)
160000		Прерывание по включении питания
160004	4	Зависание в режиме HALT
160170	6	Сигнал (команда) HALT
160174	6	Двойное зависание возникает в случае зависания в канале во время выполнения микропрограммной процедуры прерывания, вызванной зависанием при передаче данных по каналу (т.е. если при загрузке ВП процесса обработки прерывания по зависанию в СК попадает адрес несуществующей ячейки)
160274	6	Зависание при приеме адреса вектора прерывания фиксируется в случае, если внешнее устройство выставило запрос на прерывание и не формирует АВП. Это, в частности, происходит при возникновении требования прерывания внешним устройством во время выполнения команды маскирования прерывания в регистре состояния этого же устройства. Отсюда рекомендация запрещать прерывания конкретных устройств только при высоком приоритете процессора (ССП(7)-1)
160010		По этому вектору возникает прерывание в случае попытки выполнить команду арифметики с плавающей запятой *

Особые случаи прерывания по Т-разряду

1. Если прослеживаемая команда RTI или RTT очищает Т-разяд, то после ее выполнения все же происходит прерывание по Т-разряду. Однако в стеке сохранится ССП с очищенным Т-разрядом.
2. Если прослеживаемая команда ШАГ, ПУСК, HALT или команда прерывания очищает Т-разряд, то после ее выполнения прерывания по Т-разряду не происходит.
3. Если прослеживаемая команда ШАГ или RTT устанавливает Т-разряд, то прерывание по Т-разряду произойдет после выполнения следующей за ШАГ или RTT командой.
4. После выполнения остальных команд, устанавливающих Т-разряд, прерывание происходит сразу за ними.
5. Если во время выполнения прослеживаемой команды произошло зависание и при загрузке ВП Т-разряд очищается, то прерывание по Т-разряду не происходит.
6. Во время выполнения прослеживаемой команды WAIT Т-разряд игнорируется. При возврате из прерывания условия возникновения прерывания стандартны (см. пункты 4.1 и 4.3).

Алгоритм обработки прерываний

Прерывание текущего процесса обычно допускается лишь в конце выполнения команды. Только зависание в канале может прервать выполнение команды на любой фазе ее выполнения.

При возникновении условий прерывания процессор последовательно выполняет следующие действия:

1. Микропрограммное сохранение вектора состояния прерываемого процесса либо в стеке, либо в КРСК и КРСП.
2. Формирование значения АВП. Микропрограммная загрузка вектора прерывания из пары ячеек ОЗУ или ПЗУ.
3. Анализируется состояние запросов на прерывание. Если незамаскированных запросов нет, то производится чтение первой команды нового процесса и ее выполнение. Иначе снова происходит процедура прерывания.

В ситуации включения питания, фатальных состояний или выполнения команды HALT (обработки сигнала HALT) процедура прерывания отличается от обычной:

1. по процедуре безадресного чтения читается внешний регистр (SEL);
2. формируется значение адреса вектора прерывания;
3. разряды 15-8 берутся из соответствующих разрядов внешнего регистра, разряды 7-0 устанавливаются в зависимости от причины прерывания**;
4. происходит принудительная установка режима «HALT», для загрузки ВП из адресного пространства этого режима;
5. загружаются СК и ССП процесса обработки прерывания;
6. если разряд 8 загруженного ССП очищен, то происходит возврат в режим «USER».

Примечания.

(*) Вообще говоря, процессор К1801ВМ2 фиксирует данное прерывание только в том случае, если 7 бит внешнего регистра (флаг наличия программной эмуляции команд арифметики с плавающей запятой) установлен. Но в УКНЦ возможность изменения этого регистра отсутствует, и по этому прерывание возникает всегда при прочтении вышеобозначенных команд.

(**) Биты 15-8 внешнего регистра служат для указания старших адресов рассматриваемых векторов прерываний, поэтому данные векторы могут размещаться в любом 256-байтном сегменте памяти. Это актуально для машин с отсутствующим или проецирующимся по другим адресам системном (SEL) ОЗУ. Как уже отмечено, в УКНЦ, изменить эти биты нельзя.