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《中断与中断控制》ppt课件•中断的基本概念•中断处理过程•中断控制器的功能与结构•中断处理程序的设计与实现•中断技术的发展趋势与展望01中断的基本概念中断的定义中断是一种处理机异常或事故的手段,当出现异常或事故时,处理机根据中断的性质和产生的原因,采取不同的措施中断在计算机执行程序的过程中,出现某些突发事中断是计算机系统中对外部事件引起机器状态改变的件或异常情况,使得计算机暂时停止当前的工作,转一种处理机制去处理突发事件或异常情况,处理完毕后再返回原处继续执行原来的程序中断的分类根据中断源的数量可分为单一中断和多重中断单一中断是指一个外部事件只能引起一个中断;多重中断是指一个外部事件可引起多个中断根据中断是否可屏蔽可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断可屏蔽中断是指可以通过控制信号来禁止或允许中断发生;不可屏蔽中断则无法通过控制信号来禁止或允许根据中断的处理方式可分为同步中断和异步中断同步中断是指由CPU按照一定的优先级顺序产生的中断;异步中断是指由其他硬件设备随机产生的中断中断的作用010203实时处理多任务处理异常处理在实时系统中,外部事件在多任务系统中,多个任当程序出现异常或错误时,需要通过中断来及时处理,务共享CPU资源,通过中可以通过中断来处理,保以保证系统的实时性断可以实现任务的切换和证程序的稳定性和可靠性调度02中断处理过程中断请求硬件中断请求当某个硬件设备完成一项工作时,会向CPU发送一个中断请求信号软件中断请求在某些情况下,CPU也可以主动发起中断,例如系统调用中断识别中断优先级CPU根据中断的优先级来决定是否响应这个中断中断向量表CPU通过查找中断向量表来确定对应的中断处理程序中断响应保存上下文CPU在处理中断之前,需要保存当前正在执行的程序的状态,以便在处理完中断后能继续执行中断处理程序执行CPU执行对应的中断处理程序,处理该中断事件中断处理清除中断源在处理完中断后,需要清除该中断源,防止再次触发恢复上下文CPU在处理完中断后,需要恢复之前保存的上下文,以便继续执行原来的程序03中断控制器的功能与结构中断控制器的功能接收中断请求优先级管理中断控制器能够接收来自各种输入/输出设中断控制器根据不同的中断源,确定中断备的请求,判断是否有中断发生的优先级,并按照优先级顺序进行处理保存和恢复现场发送中断响应在处理中断时,中断控制器负责保存被中中断控制器将接收到的中断请求发送给处断程序的现场信息,以便在中断处理完毕理器,通知处理器有中断发生后能够恢复程序的执行中断控制器的结构01020304中断控制器芯片中断信号线控制逻辑寄存器通常采用可编程逻辑芯片或专连接中断控制器和处理器、输用于实现中断控制器的功能,用于存储中断控制器的状态信用集成电路实现入/输出设备的信号线如优先级管理、现场保存和恢息和控制参数复等中断控制器的工作原理接收中断请求发送中断响应当有输入/输出设备产生中断将中断请求发送给处理器,通请求时,中断控制器接收该请知处理器有中断发生求初始化优先级判断保存和恢复现场在系统启动时,对中断控制器根据预设的优先级规则,判断在处理器处理该中断的过程中,进行初始化设置,包括设置中该中断请求的优先级负责保存和恢复被中断程序的断优先级、配置控制逻辑等现场信息04中断处理程序的设计与实现中断处理程序的设计确定中断类型设计中断处理流程分配资源根据实际需求,确定需要设计中断处理程序的流程,为中断处理程序分配所需处理的中断类型,如定时包括中断请求的响应、中的资源,如内存空间、寄器中断、键盘中断等断处理、中断返回等环节存器等中断处理程序的实现编写中断处理程序代码测试与调试根据设计,编写具体的中断处理程序对实现的中断处理程序进行测试和调代码试,确保其正确性和稳定性配置中断控制器配置中断控制器,设置中断优先级、向量表等参数中断处理程序的优化减少中断丢失采取措施减少因中断丢失导致的数优化中断处理速度据不一致问题通过减少中断处理时间,提高系统的实时性能优化中断嵌套合理设计中断嵌套结构,避免因嵌套不当导致的问题05中断技术的发展趋势与展望中断技术的发展趋势实时处理低功耗设计智能化随着物联网、工业自动化等领域随着移动设备和嵌入式系统的普人工智能和机器学习技术在中断的快速发展,实时处理成为中断及,低功耗设计成为中断技术的控制中的应用,使得中断技术更技术的重要发展方向关键需求加智能化和自适应性中断技术的未来展望异构多核处理器随着处理器技术的不断发展,异构多核处理器将成为主流,中断技术需要适应这种变化,提供高效、实时的中断控制分布式系统随着云计算、边缘计算等分布式系统的普及,中断技术需要支持分布式系统的实时性、可靠性和扩展性物联网安全物联网设备的广泛应用对中断技术提出了新的安全挑战,需要加强中断技术的安全性和隐私保护中断技术在现代计算机系统中的应用实时操作系统01中断技术在实时操作系统中发挥着重要作用,用于实现任务的调度和优先级管理工业控制系统02中断技术广泛应用于工业控制系统中,实现实时数据的采集和处理,保证系统的稳定性和可靠性通信系统03中断技术在通信系统中用于实现数据的实时传输和处理,保证通信的实时性和可靠性THANKS感谢观看。