|
|
![]() |
![]() |
![]() |
Управляемый прерываниями последовательный ввод/вывод
Существует два общих метода ввода/вывода в любой вычислительной системе: упорядоченный и управляемый прерываниями. Упорядоченность относится к
повторяющейся проверке состояния регистра
устройства ввода/вывода для инициализации требуемой транзакции. В
упорядоченном вводе/выводе программа, запрашивающая символ ввода,
многократно считывает состояние регистра в устройстве ввода/вывода до тех пор, пока оно не покажет, что символ доступен для ввода
(или до тех пор, пока программа не решит, что "время закончилось"). Когда состояние указывает, что имеется готовый для работы
символ, программа считывает его из соответствующего регистра устройства ввода/вывода. Сходная последовательность "ждать, до тех
пор пока не готов, затем писать" используется при выведении символов на устройство ввода/ вывода. Таким образом, дальнейшее выполнение
программы приостанавливается до завершения выполнения операции ввода/вывода.
Большой проблемой для упорядоченного ввода/вывода через коммуникационный порт является то, что при скорости передачи выше
300 бод программе трудно что-либо сделать с получаемым символом
кроме как отображать его на экране. Рассмотрим следующий пример.
Предположим, что мы читаем символы со скоростью 300 бод и имеем
следующие связные параметры: длина слова 7 бит, проверка на четность и один стоповый бит, который вместе со стартовым битом, добавляет до 10 бит на
символ. Вы ожидаете получать около 30 символов каждую секунду. После чтения символа программа имеет около
1/30 секунды для выполнения других операций. Если Вы не желаете
потерять какие-либо символы,то в это время Вы должны снова начать
упорядочение порта. Что произойдет, когда скорость возрастет до
9600 бод? Временной интервал между символами слишком мал для выведения символа на экран дисплея, не позволяет интерпретировать
специальные символы и эмулировать терминал.
В подходе, основанном на управлении прерываниями, программа
предоставляет возможность прерываниям устройства ввода/вывода
поступать непосредственно на центральный процессор, который продолжает выполнять свою работу, не связываясь с устройством. Когда
устройство готово к вводу/выводу, оно сигнализирует об этом центральному процессору посредством аппаратуры. Получив этот сигнал,
центральный процессор сохраняет свое текущее состояние и вызывает
подпрограмму обслуживания прерываний, адрес которой хранится в
таблице векторов прерываний. Эта подпрограмма выполняет операцию
ввода/вывода, затем восстанавливает состояние машины и возвращается в прерванную программу. Учитывайте регистр символов, поступающих в
коммуникационный порт персонального компьютера. Организовав где-нибудь некоторые ячейки памяти (буфер), Вы можете
использовать простую подпрограмму обработки прерываний, которая
быстро считывает символ из коммуникационного порта и сохраняет
его в следующей доступной ячейке памяти в буфере. Символы не будут утеряны в процессе считывания и сохранения символа драйвером
прерываний перед поступлением следующего символа. Эта несложная
задача достаточно проста для выполнения в короткие временные интервалы между поступающими символами при скорости передачи
9600 бод. Прелесть этого метода заключается в том, что время обработки главной программой символов, хранящихся в буфере, не имеет значения.
Конечно, существует риск переполнения буфера, но эта проблема может быть решена простым увеличением его размера. Если
этот способ не очень хорош, то для избежания переполнения буфера можно использовать управление потоком с помощью XON/XOFF.
Из наших рассуждений должно стать очевидным, что управляемая прерываниями буферная связь с использованием управления потоком с
помощью XON/XOFF, предпочтительнее упорядоченной связи.
|
|
