Bài giảng Kỹ thuật vi xử lý: Chương 6 - Ngô Lam Trung

Trong bối cảnh điện toán hiện đại, khả năng một hệ thống vi điều khiển phản ứng hiệu quả và kịp thời với các sự kiện bên ngoài là cực kỳ quan trọng. Chương 6 này sẽ tập trung vào cơ chế ngắt và xử lý ngắt trong 8088, một kiến trúc vi xử lý nền tảng. Chúng tôi sẽ khám phá tầm quan trọng của việc xử lý ngắt như một giải pháp ưu việt so với phương pháp thăm dò truyền thống, cho phép CPU quản lý tài nguyên hiệu quả hơn và đáp ứng linh hoạt các yêu cầu không đồng bộ. Mục tiêu là cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về cách các ngắt được phát hiện, ưu tiên và thực thi, làm nổi bật vai trò không thể thiếu của chúng trong thiết kế hệ thống nhúng và lập trình cấp thấp.

Sinh viên, kỹ sư điện tử và khoa học máy tính quan tâm đến kiến trúc máy tính, hệ thống nhúng và lập trình cấp thấp cho vi xử lý 8088.

Tài liệu "Chương 6: Ngắt và xử lý ngắt trong 8088" cung cấp một cái nhìn chuyên sâu về cách thức vi xử lý 8088 quản lý các sự kiện bất đồng bộ một cách hiệu quả. Chương này mở đầu bằng việc phân biệt rõ ràng giữa hai cơ chế chính để phục vụ yêu cầu từ các thiết bị ngoại vi: phương pháp thăm dò (polling), yêu cầu CPU liên tục kiểm tra trạng thái của các thiết bị, và phương pháp ngắt, một phương thức ưu việt hơn nơi thiết bị tự động gửi tín hiệu yêu cầu dịch vụ. Ưu điểm của xử lý ngắt nằm ở việc giảm tải cho CPU, cho phép nó thực hiện các tác vụ khác thay vì chờ đợi. Trọng tâm của tài liệu là giới thiệu về trình phục vụ ngắt (Interrupt Service Routine - ISR), một chương trình con đặc biệt được thiết kế để CPU thực thi khi một ngắt được kích hoạt. Mỗi loại ngắt có một ISR riêng và vị trí của chúng trong bộ nhớ được tổ chức trong bảng vector ngắt. Tài liệu tiếp tục mô tả chi tiết chu trình xử lý ngắt, từ khi một yêu cầu ngắt được gửi đến CPU cho đến khi nó được phục vụ hoàn chỉnh. Khi một ngắt được chấp nhận, CPU sẽ tự động lưu trữ ngữ cảnh hiện tại của chương trình đang chạy (tức là trạng thái các thanh ghi và con trỏ lệnh) để đảm bảo có thể khôi phục sau này. Sau đó, CPU chuyển điều khiển sang ISR tương ứng. Khi ISR hoàn thành, CPU sẽ khôi phục ngữ cảnh đã lưu và tiếp tục thực hiện chương trình đã bị gián đoạn. Cơ chế này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn đảm bảo khả năng đáp ứng thời gian thực của hệ thống, làm cho ngắt trở thành một công cụ thiết yếu trong phát triển phần mềm hệ thống và thiết kế phần cứng.