Запрос на прерывание (архитектура ПК) - Interrupt request (PC architecture)

В компьютер, запрос на прерывание (или же IRQ) - это аппаратный сигнал, отправляемый процессору, который временно останавливает запущенную программу и позволяет специальной программе обработчик прерывания, чтобы вместо этого бежать. Аппаратные прерывания используются для обработки таких событий, как получение данных от модем или же сетевая карта, нажатия клавиш или движения мыши.

Линии прерывания часто идентифицируются индексом в формате IRQ за которым следует номер. Например, на Intel 8259 семейство программируемых контроллеров прерываний (PIC ) имеется восемь входов прерывания, обычно называемых IRQ0 через IRQ7. В x86 основан Компьютерные системы которые используют два из этих PIC, объединенный набор линий называется IRQ0 через IRQ15. Технически эти строки называются IR0 через IR7, а линии на ЭТО автобус, к которому они исторически прикреплены, назван IRQ0 через IRQ15 (хотя исторически по мере увеличения количества аппаратных устройств общее возможное количество прерываний увеличивалось посредством каскадных запросов, путем каскадирования одного из номеров IRQ в другой набор или наборы пронумерованных IRQ, обрабатываемых одним или несколькими последующими контроллерами) .

Новее x86 системы интегрируют Расширенный программируемый контроллер прерываний (APIC), который соответствует архитектуре Intel APIC. Эти APIC поддерживают интерфейс программирования для 255 физических аппаратных линий IRQ на APIC, при этом типичная система реализует поддержку всего около 24 аппаратных линий.

В первые годы развития персональных компьютеров управление IRQ часто вызывало озабоченность пользователей. С введением подключи и играй устройств это было облегчено.[1]

Обзор

При работе с аппаратным обеспечением персонального компьютера, установке и удалении устройств система полагается на запросы прерывания. В системе настроены параметры по умолчанию. BIOS и распознается операционной системой. Эти настройки по умолчанию могут быть изменены опытными пользователями. Современное подключи и играй Технология не только снизила необходимость беспокоиться об этих настройках, но также практически устранила ручную настройку.

x86 IRQ

Ранние ПК, использующие процессоры Intel 8086/8088, имели только одну PIC и, следовательно, ограничены восемью прерываниями. Он был расширен до двух PIC с появлением компьютеров на базе 286.

Обычно в системах, использующих Intel 8259 PIC, используются 16 IRQ. IRQ от 0 до 7 управляются одним PIC Intel 8259, а IRQ с 8 по 15 - вторым Intel 8259 PIC. Первый PIC, главный, является единственным, который напрямую сигнализирует CPU. Второй PIC, подчиненное устройство, вместо этого передает сигнал мастеру на своей линии IRQ 2, и мастер передает сигнал процессору. Таким образом, для оборудования доступно только 15 строк запроса прерывания.

На APIC с IOAPIC В системах обычно доступно 24 IRQ, а дополнительные 8 IRQ используются для маршрутизации прерываний PCI, избегая конфликта между динамически настраиваемыми прерываниями PCI и статически настраиваемыми прерываниями ISA. В ранних системах APIC только с 16 IRQ или только с Intel 8259 контроллеры прерываний, линии прерывания PCI были направлены на 16 IRQ с использованием PIR (маршрутизации прерываний PCI), интегрированной в южный мост. На APIC с MSI системы, обычно доступно 224 прерывания.[2]

Самый простой способ просмотреть эту информацию на Windows использовать Диспетчер устройств или же Системная информация (msinfo32.exe). На Linux, Сопоставления IRQ можно просмотреть, выполнив cat / proc / interrupts или используя procinfo полезность.

Мастер ПИК

  • IRQ 0 - системный таймер (нельзя изменить)
  • IRQ 1 - контроллер клавиатуры (нельзя изменить)
  • IRQ 2 - каскадные сигналы от IRQ 8–15 (любые устройства, настроенные для использования IRQ 2, фактически будут использовать IRQ 9)
  • IRQ 3 - Серийный порт контролер за Серийный порт 2 (совместно с последовательным портом 4, если есть)
  • IRQ 4 - контроллер последовательного порта для последовательного порта 1 (совместно с последовательным портом 3, если присутствует)
  • IRQ 5 - параллельный порт 2 и 3 или звуковая карта
  • IRQ 6 - контроллер гибких дисков
  • IRQ 7 - параллельный порт 1. Используется для принтеров или для любого параллельного порта, если принтер отсутствует. Его также можно использовать совместно с дополнительной звуковой картой при тщательном управлении портом.

Ведомое фото

  • IRQ 8 - часы реального времени (RTC)
  • IRQ 9 - Расширенная конфигурация и интерфейс питания (ACPI) прерывание системного управления на наборах микросхем Intel.[3] Другие производители наборов микросхем могут использовать другое прерывание для этой цели или сделать его доступным для использования периферийными устройствами (любые устройства, настроенные для использования IRQ 2, фактически будут использовать IRQ 9)
  • IRQ 10 - прерывание остается открытым для использования периферийными устройствами (открытое прерывание / доступно, SCSI или NIC )
  • IRQ 11 - прерывание остается открытым для использования периферийными устройствами (открытое прерывание / доступно, SCSI или NIC)
  • IRQ 12 - мышь на Разъем PS / 2
  • IRQ 13 - CPU сопроцессор или интегрированный блок с плавающей запятой или же межпроцессорное прерывание (использование зависит от ОС)
  • IRQ 14 - первичный ATA канал (интерфейс ATA обычно обслуживает жесткие диски и CD приводы )
  • IRQ 15 - вторичный канал ATA

Конфликты

В ранних IBM-совместимых персональные компьютеры, Конфликт IRQ это часто встречающаяся аппаратная ошибка, возникающая, когда два устройства пытались использовать одно и то же. запрос на прерывание (или IRQ), чтобы сообщить о прерывании Программируемый контроллер прерываний (ПОС). PIC ожидает запросов на прерывание только от одного устройства на линию, поэтому более одного устройства, отправляющего сигналы IRQ по одной и той же линии, обычно вызывают конфликт IRQ, который может заморозить компьютер.

Например, если модем карта расширения добавляется в систему и назначается IRQ4, которое традиционно назначается Серийный порт 1, это может вызвать конфликт IRQ. Первоначально IRQ 7 был обычным выбором для использования звуковая карта, но позже было использовано IRQ 5, когда было обнаружено, что IRQ 7 мешает порт принтера (LPT1). В последовательные порты часто отключаются, чтобы освободить линию прерывания для другого устройства. IRQ 2/9 - это традиционная линия прерывания для MIDI-порта MPU-401, но это конфликтует с ACPI прерывание управления системой (на чипсетах Intel SCI жестко привязан к IRQ9);[3] это означает ISA MPU-401 карты с жестко запрограммированным IRQ 2/9 и драйверы устройств MPU-401 с жестко запрограммированным IRQ 2/9 не могут использоваться в режиме управления прерываниями в системе с включенным ACPI.

В некоторых редких условиях два ЭТО устройства могут использовать один и тот же IRQ, если они не используются одновременно. Чтобы решить эту проблему, позже Шина PCI позволяет разделять IRQ. PCI Express не имеет линий физического прерывания и использует Сообщения о прерываниях (MSI) в операционные системы если доступно.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "IRQ". Получено 13 сентября, 2019.
  2. ^ Коулман, Джеймс (2009). «Результаты, платформа класса рабочих станций». Сокращение задержки прерывания за счет использования прерываний, сигнализируемых сообщением (PDF). Корпорация Intel. п. 19.
  3. ^ а б Ошинс, Джейк (30 декабря 2001 г.). «RE: Машины ACPI и IRQ 9 [было: Общение с разработчиками NT]». Получено 17 апреля, 2014.

дальнейшее чтение

  • Гиллуве, Фрэнк ван. Недокументированный ПК, второе издание, Addison-Wesley Developers Press, 1997. ISBN  0-201-47950-8
  • Шенли, Том; Андерсон, Дон (1995). Swindle, Джон (ред.). Системная архитектура ISA (3-е изд.). Mindshare, Inc. / Издательство Эддисон-Уэсли. ISBN  0-201-40996-8. ISBN  978-0-201-40996-3. [1]
  • Солари, Эдвард. Архитектура и дизайн аппаратного и программного обеспечения PCI и PCI-X, шестое издание, Research Tech Inc., 2004. ISBN  0-9760865-0-6

внешняя ссылка