Wie verwenden Sie die Interrupt-Maskierung und -Demaskierung, um Interrupt-Anforderungen im Mikroprozessor zu steuern?

1 Was ist Interrupt-Maskierung und -Demaskierung?

Interrupt-Maskierung und -Demaskierung sind Techniken, um die Erkennung von Interrupt-Anforderungen durch den Mikroprozessor zu aktivieren oder zu deaktivieren. Wenn ein Interrupt maskiert ist, bedeutet dies, dass der Mikroprozessor ihn ignoriert, auch wenn das Interruptsignal aktiv ist. Wenn ein Interrupt demaskiert wird, bedeutet dies, dass der Mikroprozessor ihn quittiert, wenn das Interruptsignal aktiv ist und eine höhere Priorität als die aktuelle Aufgabe hat. Die Interrupt-Maskierung und -Demaskierung kann durch Hardware- oder Softwaremethoden erfolgen.

2 Wie verwende ich die Maskierung und Demaskierung von Hardware-Interrupts?

Die Hardware-Interrupt-Maskierung und -Demaskierung erfolgt über spezielle Pins oder Register auf dem Mikroprozessor oder dem Interrupt-Controller. Einige Mikroprozessoren haben beispielsweise einen Pin namens INTR (Interrupt-Anfrage) , die an ein externes Gerät angeschlossen werden kann, das Interrupts erzeugt. Wenn der INTR-Pin hoch ist, bedeutet dies, dass eine Interrupt-Anfrage aussteht. Der Mikroprozessor kann diesen Pin maskieren oder demaskieren, indem er einen anderen Pin namens INTA verwendet (unterbrechen quittieren) , die die Annahme oder Ablehnung der Interrupt-Anforderung signalisiert. Einige Mikroprozessoren haben auch einen Pin namens NMI (Nicht maskierbarer Interrupt) die nicht durch den INTA-Pin maskiert werden kann und immer einen Interrupt auslöst.

3 Wie verwende ich die Maskierung und Demaskierung von Software-Interrupts?

Die Maskierung und Demaskierung von Software-Interrupts erfolgt mithilfe spezieller Anweisungen oder Flags auf dem Mikroprozessor oder dem Betriebssystem. Einige Mikroprozessoren verfügen beispielsweise über eine Anweisung namens CLI (Interrupt-Flag löschen) das ein Bit im Statusregister namens IF löscht (Interrupt-Flag). Wenn das ZF-Bit gelöscht wird, bedeutet dies, dass der Mikroprozessor nicht auf Interrupt-Anfragen reagiert, mit Ausnahme von NMI. Um die Interrupts zu entlarven, kann der Mikroprozessor eine andere Anweisung namens STI verwenden (Interrupt-Flag setzen) , das das IF-Bit setzt. Einige Betriebssysteme verfügen auch über Systemaufrufe oder Funktionen, mit denen bestimmte Interruptanforderungen maskiert oder demaskiert werden können.

4 Warum sollte man die Interrupt-Maskierung und -Demaskierung verwenden?

Interrupt-Maskierung und -Demaskierung sind nützlich, um das Timing und die Reihenfolge von Interrupt-Anforderungen im Mikroprozessor zu steuern. Durch das Maskieren und Entlarven von Interrupts kann der Mikroprozessor unerwünschte Unterbrechungen vermeiden, kritische Aufgaben priorisieren, Konflikte oder Fehler verhindern und die Leistung und den Stromverbrauch optimieren. Beispielsweise kann der Mikroprozessor Interrupts maskieren, wenn er einen zeitkritischen oder atomaren Vorgang ausführt, der nicht unterbrochen werden kann, z. B. das Aktualisieren einer Umgebungsvariablen oder den Zugriff auf eine kritische Ressource. Der Mikroprozessor kann Interrupts entlarven, wenn er sich im Leerlauf befindet oder auf ein Ereignis wartet, z. B. eine Benutzereingabe oder einen Sensormesswert.

5 Wie gehe ich mit mehreren Interrupt-Anfragen um?

Wenn der Mikroprozessor mehrere Interrupt-Anfragen empfängt, muss er entscheiden, welche zuerst bedient werden soll. Dies hängt vom Prioritätsschema ab, dem der Mikroprozessor oder der Interrupt-Controller folgt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Interruptanforderungen eine Priorität zuzuweisen, z. B. feste Priorität, programmierbare Priorität, rotierende Priorität oder verschachtelte Priorität. Das Prioritätsschema bestimmt, welche Interruptanforderung zuerst bedient wird, welche verschoben wird und welche verloren geht. Der Mikroprozessor muss auch den aktuellen Zustand des Programms speichern, bevor er eine Interrupt-Anforderung bedient, und ihn nach der Rückkehr aus der Interrupt-Service-Routine wiederherstellen.

6 Was sind die Herausforderungen bei der Interrupt-Maskierung und -Demaskierung?

Das Maskieren und Entmaskieren von Interrupts kann eine Herausforderung darstellen, da ein Gleichgewicht zwischen dem Maskieren und Aufheben von Interrupts sowie dem Umgang mit verschachtelten oder gleichzeitigen Interrupts gefunden werden muss. Darüber hinaus können falsche oder falsche Interrupts aufgrund von Rauschen oder Störungen in den Interruptsignalen oder -schaltungen auftreten, und die Verwaltung der Latenz oder des Overheads der Interruptverarbeitung kann die Leistung oder Genauigkeit des Programms beeinträchtigen.

7 Hier ist, was Sie sonst noch beachten sollten

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