Zrozumieć mikroprocesory – obsługa przerwań

Kolejny element układanki związany z mikroprocesorami dotyczy funkcjonalności określanej jako system przerwań. Żaden współczesny mikroprocesor nie może obyć się bez tego mechanizmu a sprawna obsługa tych zdarzeń często decyduje o popularności danego mikroprocesora czy mikrokontrolera.

We wstępnej części poświęconej początkom rozwoju techniki mikroprocesorowej wspomniałem, że pierwsze mikroprocesory nie obsługiwały przerwań. Ta koncepcja nie pojawiła się w umysłach projektantów pierwszych mikroprocesorów. Doskonale pasuje tu znane powiedzenie: pierwsze śliwki robaczywki. Dostrzeżono problem związany z efektywnością działania i zapewne doszło do jakiejś burzy mózgów by niwelować dostrzeżone niedoskonałości. Kolejne mikroprocesory obsługiwały już coś, co dzisiaj jest standardem i jest określane jako system przerwań.

Idea przerwań

Przerwanie to taki sygnał w trakcie działania mikroprocesora informujący o zaistnieniu określonego zdarzenia. Może ono pojawić się asynchronicznie w dowolnym momencie. By zrozumieć ideę przerwania posłużę się przykładem. Załóżmy że zamówiliśmy w zakładzie stolarskim wykonanie półki. Pan majster powiedział, że ma dużo zamówień i termin realizacji może być odległy, ale na naszą prośbę, obiecał, że „zobaczy co da się zrobić”. Mamy dwie możliwości: jedna to codziennie dzwonić do zakładu z zapytaniem, czy może już… Druga to spokojnie robić swoje (pobierać rozkazy do wykonania z pamięci programu, realizować wynikające z nich operacje, zapisywać rezultaty działań do pamięci RAM) i czekać na sygnał, że zamówienie jest do odebrania, jak pokazuje rysunek 1 (na przykładzie procesora Intel 8085, który ma multipleksowaną szynę danych/adresów AD_n: sygnałem ALE zapisuje stan do rejestru dając młodszą połówkę szyny adresowej i po tym zapisie „robi” już za szynę danych).

(…) ciach!

To jest tylko początek, zapowiedź artykułu, którego pełna wersja ukazała się z numerze lutowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 2/2023). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 2/2023 znajduje się tutaj.

 

Andrzej Pawluczuk

apawluczuk@vp.pl