Дәріс. Үзу режиміндегі сыртқы құрылғылармен мәлімет алмасу

 

Дәрiстiң мақсаты: қазiргi микропроцессорлық құрылымдардың үзулерiнiң тәртiптерiнiң ұйымы бойынша негiзгi ережелердi ашылу.

 

14.1 Үзу режимі

Үзу режимі ақпарат алмасудың тиімді әдісі ретінде,  уақыт бойынша алгоритмдер жұмысының келісімдігі сияқты қателіктерге жылдам әсер ету ретінде қолданылады. Тізбектей ақпарат жіберу кезінде бір шина бойында бірнеше қолданушылар болуы мүмкін. Желідегі абоненттердің біреуі басқарушы, ал қалғандары бағынушылар.

30 Суретте үзу режиміндегі бір орталықтандырылған басқару процессорымен  басқарылатын көптеген “У” қондырғыларының жұмыс істеуінің бір мысалы келтірілген

30 сурет – Үзуді ұйымдастырудың сұлбасы

30 Суреттегі белгілеулер:

-       JACKIN – үзуге рұқсат;

-       JACKOUT – тібектелген сигнал;

-       BR1-BR5 – басып алуға сұраныс сигналы;

-       BQ1-BQ5 - үзу үшiн жаңа құрылымды шинаның басып алуын шешудiң ескертпе сигналы;

-       A00-A02 –қабылданған үзудің деңгей коды.

IRQ үзуіне сұраныстардың әрқайсысында приоритет деңгейі бар. Үзуге сұраныс түсуді басқаратын үзу қолданыстағы үзудің приоритет деңгейімен салыстарады. Егер приоритет деңгейі нақты мәннен жоғары болса, үзу контроллері үзуге рұқсат ету сигналын жүзеге асырады. Бұл сигналда қабылданған үзудің деңгей коды бар және барлық қондырғылар арқылы тізбектей өтеді.

Үзуге сұраныс жіберген қондырғы табылғанда, ол шинаны басып алу сұраныс сигналын жүзеге асырады.

«А» арбитр қондырғысы сол кездегі шина жағдайын анықтайды, үрдісті келесі үзудегі шинада аяқтайды және сол қондырғыға шинаны басып алу сигналын жүктейді.  

Үзу векторы – бұл үзулердің ішкі программа адресі. Векторлардың саны үзу түрлерінің санын анықтайды. Үзулердің түрлерінің  бір уақытта орындалуының саны үзулердің стегінің тереңдігімен шектелген.

Үзу жүйесінің  негізгі параметрлері:

-   Реакция уақыты – үзуге сұраныспен түскен шақырушы программаның алғашқы пайдалы командасының бастапқы орындалуының арасындағы уақыт;

-  қалпына келу уақыты;

-  үзулердің құрылымы – бұл микропроцессордің сұраныстарға берілген приоритеттеріне сәйкес қызмет етуіне беретін құрал.

Приоритеттерді ұйымдастыру жүйесі приоритеттерді жүктеудің үш әдісін қарастырады: абсолютті, салыстырмалы және абсолютті- салыстырмалы приоритетті ұйымдастыру жүйелері.

Салыстырмалы приоритетті жүйелерде мәлімдеменің басталған қызметі толығымен аяқталғанша жалғасады.

Абсолютті приоритетті жүйелерде i>j приоритетті сигнал түскенде, Pj үзілуі орындалғанда, Pi үзілуіне қызмет көрсетіледі.

 Приоритеттердің рационалды тағайындалу проблемасын сұраныс эффективтілігінің функционал бағасын сипаттайды:

      n

C= Σ   αI х λI х WI ,

      i=1

WI – i – ші ағымның сұраныс кезегінде орташа күту уақыты;

n- әртүрлі типтегі сұраныстар ағымының саны;

λI – әрбір типті сұраныс ағымының қарқындылығы;

αI – жеке сұраныстардың өзара салыстырмалы маңыздылығы.

Приоритеттердің рационалды тағайындалу есебінің мақсаты – С функционалын минимизациялау.

Салыстырмалы ұйымдастыру жүйесі үшін приоритетті тағайындау кему қатынасы бойынша жүзеге асады:

(α_k/T_k) > (α_k+1/T_k+1) ,

T_k – k – шы ағымдағы сұранысқа қызмет көрсету уақыты.

Үшінші курста сіздер микроконтроллер және ЕБЛК-да үзу жүйесінің тәжірибелік әдістерін оқып үйренгендеріңізді естеріңізге сала кетеміз.

 Сонымен, PIC контроллердің үзулерінің әртүрлілігі:

-  Таймердің толуы бойынша үзілуі.

-  Перифериялық модульдерден үзілуі (жетектегі паралелльді порттан,  САТ-дан, қабылдаушы – хабарлаушы USART,  ССР модульдерінен).

-  Сыртқы үзілуі.

-  Кірістегі сигналдардың өзгеруінен үзілу.