Gumagamit ang mga PC ng mga nakakagambalang kahilingan upang hawakan ang iba't ibang mga pag-andar ng hardware. Ang mga pagkakagambala sa hardware ay unang ipinakilala ng UNIVAC 1103 noong 1953. Ang unang insidente ng makagambala na masking ay isinama ng IBM 650 noong 1954. Mahalaga na magtalaga ng iba't ibang mga IRQ sa iba't ibang mga aparato sa hardware upang magsagawa ng iba't ibang mga pag-andar. Sa panahon ng pagpapatupad ng programa, ang mga aparato tulad ng mga keyboard, ang isang mouse ay nangangailangan ng mga serbisyo ng CPU at bumubuo ng isang nakakagambala upang makuha ang pansin mula sa CPU at iproseso ang hiniling na serbisyo. Ang mga ito ay kilala bilang nakakagambala . Ang isa sa mga bus ng aparato ng I / O ay nakatuon sa paghahatid ng hangaring ito na kilala bilang Interrupt Service Routine (ISR). Ginagamit ang mga ito sa iba't ibang mga application tulad ng para sa mga kaganapan na hindi sensitibo sa oras, paglipat ng data, pagbibigay diin sa mga hindi pangkaraniwang kaganapan, tagapantay ng relo, mga bitag, atbp.

Ano ang isang Nakagambala?

Kahulugan: Ito ay tinukoy bilang isang input signal iyon ang may pinakamataas na priyoridad para sa mga kaganapan sa hardware o software na nangangailangan ng agarang pagproseso ng isang kaganapan. Sa mga unang araw ng pag-compute, ang processor kinailangan kong maghintay para sa signal upang maproseso ang anumang mga kaganapan. Dapat suriin ng processor ang bawat programa ng hardware at software upang maunawaan kung mayroong anumang signal na ipoproseso. Ang pamamaraang ito ay ubusin ang isang bilang ng mga cycle ng orasan at ginagawang abala ang processor. Kung sakali, kung ang anumang senyas ay nabuo, ang processor ay muling kukuha ng ilang oras upang maproseso ang kaganapan, na humahantong sa hindi magandang pagganap ng system.

Isang bagong mekanismo ang ipinakilala upang mapagtagumpayan ang kumplikadong proseso na ito. Sa mekanismong ito, ang hardware o software ay magpapadala ng signal sa isang processor, sa halip na suriin ng isang processor ang anumang signal mula sa hardware o software. Inalerto ng signal ang processor na may pinakamataas na priyoridad at sinuspinde ang kasalukuyang mga aktibidad sa pamamagitan ng pag-save ng kasalukuyang estado at pag-andar nito, at pinoproseso agad ang nakakagambala, ito ay kilala bilang ISR. Dahil hindi ito nagtatagal, muling i-restart ng processor ang mga normal na aktibidad sa sandaling naproseso ito.

Makagambala

Mga Uri ng Makagambala

Ang mga ito ay inuri sa dalawang pangunahing uri.

Nakagambala ang Hardware

Isang elektronikong signal na ipinadala mula sa isang panlabas na aparato o hardware upang makipag-usap sa processor na nagpapahiwatig na nangangailangan ito ng agarang pansin. Halimbawa, ang mga stroke mula sa isang keyboard o isang aksyon mula sa isang mouse ay humihimok sa mga nakakagambala na hardware na sanhi na basahin at iproseso ito ng CPU. Kaya't dumating ito nang hindi magkakasabay at sa anumang punto ng oras habang nagpapatupad ng isang tagubilin.

Ang mga pagkagambala sa hardware ay naiuri sa dalawang uri

Nakagambala ng Maskable - Kailangang makagambala ng mga nagpoproseso ng mask register na nagbibigay-daan sa pagpapagana at pag-disable ng mga hardware na nakakagambala. Ang bawat signal ay may isang maliit na nakalagay sa mask register. Kung ang bit na ito ay itinakda, ang isang nakakagambala ay pinagana at hindi pinagana kapag ang isang kaunti ay hindi naitakda, o kabaligtaran. Ang mga senyas na nakakagambala sa mga nagpoproseso sa pamamagitan ng mga maskarang ito ay tinukoy bilang mga masked interrupts.
Non-maskable Interrupts (NMI) - Ang NMI ay ang pinakamataas na mga aktibidad na may priyoridad na kailangang maproseso kaagad at sa ilalim ng anumang sitwasyon, tulad ng isang timeout signal na nabuo mula sa isang watchdog timer.

Nakagambala ang Software

Ang processor mismo ay humihiling ng isang makagambala na software pagkatapos magpatupad ng ilang mga tagubilin o kung natutugunan ang mga partikular na kundisyon. Maaari itong maging isang tukoy na tagubilin na nagpapalitaw ng isang nakakagambala tulad ng mga subroutine na tawag at maaaring ma-trigger nang hindi inaasahan dahil sa mga error sa pagpapatupad ng programa, na kilala bilang mga pagbubukod o traps.

Mga Pamamaraan na Nag-i-trigger

Pangkalahatan, ang mga senyas na ito ay dinisenyo upang mag-trigger gamit ang alinman sa antas ng signal ng lohika o isang gilid ng signal. Ang mga pamamaraang ito ay may dalawang uri.

Antas na nag-trigger ng Makagambala

Sa ganitong uri, ang input module ay humihimok ng isang nakakagambala kung ang antas ng serbisyo ng ito ay iginiit. Kung ang isang makagagaling na mapagkukunan ay patuloy na igiit kapag ang firmware na nakakagambala sa paghawak nito, ang module na ito ay nagbabagong muli at nagpapalitaw sa handler na muling gamitin. Ang mga input na pinalitaw ng antas ay hindi maganda kung mananatiling iginiit para sa isang mas mahabang tagal.

“iba't ibang mga uri ng mga circuit breaker ”

Na-trigger ng Edge na Nakagambala

Ang isang module na nag-trigger ng pag-input ng nagagambala ng gilid ay nag-uudyok ng isang nakakagambala sa sandaling ito ay tumutukoy sa isang asserting edge - isang pagbagsak o isang tumataas na gilid. Napansin ang gilid kapag nagbago ang antas ng mapagkukunan. Ang ganitong uri ng pag-trigger ay nangangailangan ng agarang aksyon, hindi alintana ang aktibidad ng mapagkukunan.

antas-edge-triggering

Pagpapatupad ng System

Ang mga pagkagambala ay dapat mailapat sa hardware bilang ibang bahagi kasama ang mga linya ng kontrol, o isinama sa alaala mga subsystem. Kapag isinagawa ang pagpapatupad sa hardware, kailangan nito ng isang Programmable Interrupt Controller (PCI) upang kumonekta sa pagitan ng input pin ng CPU at ng nakakagambala na aparato. Ang multiplexes ng PCI ng iba't ibang mga mapagkukunan ng makagambala sa solong o doble na linya ng CPU. Kapag ipinatupad na nauukol sa memory controller, ang slot ng address ng memorya ng system ay direktang nai-map sa mga nakakagambala.

Mga Nakabahaging Kahilingan sa Nakagambala (IRQ)

Sa pamamagitan ng paggalaw na na-trigger ng gilid, isang pull-up o pull-down risistor ay ginagamit upang himukin ang makagagambalang linya. Ang linyang ito ay nagpapadala ng bawat pulso na ginawa ng bawat aparato. Kung ang mga makagambala na pulso na nabuo mula sa iba't ibang mga aparato ay nangyari nang malapit sa oras, ang CPU ay dapat na humingi ng isang trailing edge ng pulso upang hindi makaligtaan ang mga pagkagambala, na sinusundan kung aling CPU ang nagsisiguro na siyasatin ang bawat aparato para sa mga kahilingan sa serbisyo. Ang isang mahusay na kumilos na mga Motherboard ng Standard na Arkitektura (ISA) na may mga pull-up resistor na may pagbabahagi ng mga linya ng IRQ ay dapat na gumana nang maayos. Gayunpaman, maraming mga aparato na nagbabahagi ng linya ng IRQ sa mas matandang mga system na may mahina na dinisenyo na interface ng programa ay nagpapahirap sa proseso ng mga pagkagambala. Sa kabilang banda, ang isang bagong arkitektura ng system, tulad ng PCI ay tumutulong sa pagbibigay ng lubos na kaluwagan sa problemang ito.

Hybrid

Ang isang hybrid na uri ng pagpapatupad ng system ay may isang kumbinasyon ng parehong edge-triggered at level-triggered signaling. Ang hardware ay maghanap para sa isang gilid at mapatunayan din na kung ang isang senyas ay aktibo para sa isang tiyak na panahon. Ang isang uri ng hybrid ay karaniwang ginagamit para sa di-maskable makagambala (NMI) na input, na tinitiyak na ang mga maling pagkagambala ay hindi nakakaapekto sa system.

Mensahe - Sumenyas

Isang kahilingan na nakakagambala sa isang naka-signall na mensahe para sa serbisyo na gumagamit ng mga signal ng aparato sa pamamagitan ng paglilipat ng isang mensahe sa a komunikasyon channel, tulad ng isang computer bus . Ang mga ito ay hindi gumagamit ng isang pisikal na linya ng nakakagambala. Ang PCI Express ay kumikilos bilang isang serial bus at eksklusibo itong ginagamit bilang mga nakagagambala na signall na mensahe.

Doorbell

Ang paggambala sa doorbell ay karaniwang ginagamit bilang isang mekanismo ng isang sistema ng software upang signal ang hardware ng computer upang makumpleto ang trabaho. Sa magkasabay na kasunduan sa pagitan ng hardware at software, inilalagay ng software ang data sa kilalang lokasyon ng memorya at nagri-ring ng doorbell upang abisuhan ang hardware na handa na ang data at naghihintay na iproseso. Ngayon, naiintindihan ng aparato ng hardware ng computer na ang data ay wasto at pinoproseso ito nang naaayon.

Multiprocessor IPI

Ang mga system ng multiprocessor, isang kahilingan sa paggambala mula sa isang processor ay ipinadala sa isang iba't ibang mga processor sa pamamagitan ng inter-processor interrupts (IPI)

Mga Karaniwang Gamit / Aplikasyon

Ang mga ito ay malakas na input na karaniwang ginagamit upang

Serbisyo ng mga timer ng hardware, hawakan ang mga stroke ng keyboard at pagkilos ng mouse
Tumugon nang mabilis sa mga kaganapan na sensitibo sa oras o real-time
Paglipat ng data sa at mula sa mga aparatong paligid
Tumutugon sa mga gawaing may mataas na priyoridad tulad ng mga signal na power-down, traps, at timer ng watchdog
Nagpapahiwatig ng mga abnormal na kaganapan ng CPU
Nakakaabala ang power-off na nakakagambala sa pagkawala ng lakas, na nagpapagana ng maayos na pag-shut-down ng sistema
Pansamantalang nakakagambala upang subaybayan ang ganap na oras

Mga FAQ

1). Bakit ginagamit ang mga pagkagambala?

Ginagamit ang mga ito upang makuha ang pansin ng CPU upang maisagawa ang mga serbisyong hiniling ng alinman sa hardware o software.

2). Ano ang NMI?

Ang NMI ay isang di-maskable makagambala, na hindi maaaring balewalain o hindi paganahin ng processor

3). Ano ang pag-andar ng makagambala linya ng pagkilala?

Ang processor ay nagpapadala ng isang senyas sa mga aparato na nagpapahiwatig na handa na itong makatanggap ng mga pagkagambala.

4). Ilarawan ang makagambala ng hardware. Magbigay ng halimbawa

Ito ay nabuo ng isang panlabas na aparato o hardware tulad ng mga keyboard key o paggalaw ng mouse ay humihimok ng mga nakakagambala na hardware

5). Ilarawan ang makagambala ng software.

Ito ay tinukoy bilang isang espesyal na tagubilin na humihimok ng isang nakakagambala tulad ng mga subroutine na tawag. Ang mga pagkagambala ng software ay maaaring ma-trigger nang hindi inaasahan dahil sa mga error sa pagpapatupad ng programa

“Ang ethernet ay isang halimbawa ng ”

6). Aling makagambala ay may pinakamataas na priyoridad?

Non-maskable edge at level na na-trigger
Ang TRAP ang may pinakamataas na priyoridad

7). Magbigay ng ilang paggamit ng makagambala

Tumugon nang mabilis sa mga kaganapan na sensitibo sa oras o real-time
Paglipat ng data sa at mula sa mga aparatong paligid
Tumutugon sa mga gawaing may mataas na priyoridad tulad ng mga signal na power-down, traps, at timer ng watchdog
Nagpapahiwatig ng mga abnormal na kaganapan ng CPU

8). Ano ang isang hybrid na uri ng pagpapatupad ng system?

Sa artikulong ito, naunawaan natin ang kahalagahan ng nakakagambala at kung paano ito ginagamit upang maisagawa ang mga hiniling na serbisyo. Tinalakay din namin kung ano ang mga uri, pagpapatupad ng system, at mga gamit nito.