中断请求是指外设向CPU发出请求,要求CPU暂停当前任务,处理该外设发出的中断请求。中断请求通常分为硬件中断和软件中断两种,其中硬件中断是由硬件产生的,而软件中断则由程序执行软中断指令所产生。
对于CPU而言,当它收到中断请求时,需要执行以下三个步骤来响应中断请求。
第一步,保存当前正在执行的任务状态。当前任务的执行状态需要保存在堆栈中,以便在处理完中断请求后,能够回到之前保存的任务继续执行。
第二步,加载中断服务程序。这个步骤是将CPU的执行流程切换到一个专门针对该中断请求的中断服务程序,以处理该中断请求。
第三步,执行中断服务程序。在中断服务程序的执行过程中,CPU会执行一系列的操作来响应该中断请求。
中断响应是指CPU对于中断请求的响应过程,主要包括以下几个方面。
首先,CPU需要处理中断请求,并且将中断请求传递到相应的中断服务程序中。同时,CPU还需要保存当前正在执行的任务状态,以便在处理完中断请求后,能够回到之前保存的任务继续执行。
其次,CPU需要加载中断服务程序,并将CPU的执行流程切换到中断服务程序中。因为每个中断请求都对应一个唯一的中断服务程序,CPU需要知道哪个中断请求对应哪个中断服务程序,并加载相应的中断服务程序。
最后,CPU需要执行中断服务程序的具体操作。中断服务程序通常包括初始化中断环境、读取中断触发器状态、处理中断请求、清除中断标志等一系列操作,以响应该中断请求。
中断响应时间是指从中断请求发送到CPU响应该中断请求所用的时间。中断响应时间是一个非常重要的指标,因为它决定了系统的响应速度。
中断响应时间通常包括中断处理延迟、中断处理时间和中断返回时间三个部分。
中断处理延迟是指从中断请求发送到CPU开始响应该中断请求之间的时间延迟,主要受到外设的传输速度、中断控制器的响应速度、CPU的闲置状态等因素的影响。
中断处理时间是指CPU处理中断请求所需的时间,包括保存当前任务状态、加载中断服务程序和执行中断服务程序等过程。
中断返回时间是指CPU从中断服务程序返回到之前保存的任务状态所需的时间。
中断优先级是指CPU在接收到多个中断请求时,按照优先级顺序处理中断请求的能力。通常情况下,CPU会按照中断请求的优先级顺序处理中断请求,高优先级的中断请求会先被处理。
中断优先级的设置可以通过中断控制器来实现,中断控制器会向CPU发送中断请求并告诉CPU每个中断请求的优先级。CPU会按照优先级顺序处理中断请求,并返回一个中断处理完成的确认信号给中断控制器。
中断优先级的设置需要考虑到系统的实际情况,通常情况下,高级别中断请求通常是由于外设出现了故障或者异常情况,需要尽快得到处理。而低级别的中断请求通常是由于一些较为常见的事件,如键盘输入、鼠标事件等。