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인터럽트란?인터럽트란?
CPU가 정해진 프로그램의 처리 중에 하드웨어적인 요청에 의해 다른 프로그램을웨어적 청에 의해 다실행하는 것
제어용 장치는 실시간 처리가 요구되는데 하제어용 장치는 실시간 처리가 요구되는데 하드웨어적인 요청에 바로 응답하여 처리
동시에 여러 개의 프로그램을 처리할 수 없으동시에 여러 개의 프로그램을 처리할 수 없으므로 실행 중인 프로그램은 중지하고, 인터럽트 처리 후 계속한다트 처리 후 계속한다.
CPU는 하드웨어가 언제 요청할 지 모름
인터럽트를 이해하기 위한 비유인터럽트를 이해하기 위한 비유
책을 읽는다.
읽던 곳을 접어둔다
전화벨수화기를 든다.
읽던 곳을 접어둔다.
전화 용건을처리한다
접어 두었던 곳을 편다.처리한다.
책을 다시 읽는다
수화기를 놓는다.
책을 다시 읽는다.
인터럽트 처리인터럽트 처리
프로그램 실행 중
PC 값 스택에 저장
인터럽트 요청인터럽트 처리 루틴
PC 값 스택에 저장
인터럽트가 요청한일을 처리
PC 값을 스택에서 꺼냄일을 처리
프로그램 계속 실행
인터럽트 리턴
프로그램 계속 실행
인터럽트 프로그램 방식인터럽트 프로그램 방식
Interrupts vs. Polling
인터럽트 방식 : 하드웨어에서 전자적인 신터 방식 하 웨어에서 자적호를 통해 CPU에게 알려 현재 진행 중인프로그램 중지하고 인터럽트 처리 루틴을램 중지하 인터럽 처리 루틴을실행
폴링 (polling) : 하드웨어적으로 CPU에게폴링 (polling) : 하드웨어적으로 CPU에게알리는 방법이 없이 CPU가 계속 해당 하드웨어를 감시하여 처리하는 방식웨어를 감시하여 처리하는 방식
복잡한 인터럽트를 사용하지 않아 단순
실시간 처리에서 문제가 될 수 있다실시간 처리에서 문제가 될 수 있다.
마스커블 인터럽트마스커블 인터럽트
마스커블 인터럽트 : 인터럽트를 요인이 발마스커블 인터럽트 : 인터럽트를 요인이 발생 했을 때 처리를 할 것 인지를 설정할 수있는 인터럽트
Maskable InterruptMaskable Interrupt
8051에서 사용 (IE 레지스터 사용)
논마스커블 인터럽트 : 인터럽트 요인이 발논마스커블 인터럽트 : 인터럽트 요인이 발생하면 CPU는 무조건 처리 해야 하는 인터럽트
예) 전원 이상 시 긴급 상황 대처) 상 상황
8051에서는 사용 하지 않음
ISR 인터럽트 처리 루틴ISR 인터럽트 처리 루틴
Interrupt Service Routine
인터럽트 소스에 따라 정해진 기능을 수행터 에 따라 정해 기능 수행하기 위한 처리 루틴이 필요 – 함수와 다름
인터럽트 처리 함수 찾는 방식인터럽트 처리 함수 찾는 방식특정 번지로 점프하여 실행
8051사용 Z80 80808051사용, Z80, 8080
점프할 주소 값이 있는 곳을 설정하고 각 인터럽트 소스에 따라 주소를 정하여 주소값을 저장 한트 소스에 따라 주소를 정하여 주소값을 저장 한다. 이것을 읽어 점프 한다.
인터럽트 벡터 테이블 (Interrupt Vector Table)p
80x86, 68000
마스커블 인터럽트 처리 환경마스커블 인터럽트 처리 환경
PC을 저장할 스택이 준비 되어야 한다.MOV SP,#60H – 8051의 내부 RAM 0x61부,
터 사용
C에서는 startup obj에서 결정C에서는 startup.obj에서 결정
인터럽트 처리 루틴이 미리 준비 되어 있어야 한다 (ISR)어야 한다. (ISR)
인터럽트 요인 발생 시 요청이 가능 하도록 설정 되어야 한다.
인터럽트 처리 시 고려 사항인터럽트 처리 시 고려 사항
실행 중인 프로그램은 CPU의 레지스터값이 인터럽트 루틴에 의해 변경 되면 안이 터 루 에 의해 경 되된다.
인터럽트가 발생하는 시점이 정해지지 않인터럽트가 발생하는 시점이 정해지지 않아 어느 명령이 끝나고 ISR로 점프 했는지 복귀 주소 저장이 필요하다. 실행 위치로 복귀가 가능하도록
ISR도 레지스터 사용이 필요 하다.
인터럽트 처리 과정인터럽트 처리 과정
현재 실행 중인 프로그램 동작 시키기 위해 대피 해야 할 레지스터해 대피 해야 레지 터
A, B, PSW 레지스터
일반 레지스터 R0~R7일반 레지스터 R0~R7
복귀를 위한 PC
스택은 데이터 저장 방식 상 SP값을 저장필요 없다.
대피 레지스터는 스택에 저장
인터럽트 실행과 레지스터인터럽트 실행과 레지스터
인터럽트 처리 요청인터럽트 처리 요청
A, B, PSW, Rn을
현재 진행 중인 명령이끝나기를 기다린다
, , , 을스택에 저장
끝나기를 기다린다.
복귀를 위해 PC을
인터럽트 처리 루틴을실행 한다.복귀를 위해 PC을
스택에 저장Rn,PSW,B,A를 복귀
ISR 주소 값을 찾아PC 넣어 점프
, , , 를 복귀
RETI에 의해PC 넣어 점프 RETI에 의해PC값을 복귀
인터럽트 처리과정 I인터럽트 처리과정 I
1 인터럽트가 발생하면 현재 진행 중인 명령이1. 인터럽트가 발생하면 현재 진행 중인 명령이끝나면 인터럽트 처리에 들어간다.
CPU는 PC 값을 스택에 저장 한다 16비트CPU는 PC 값을 스택에 저장 한다. – 16비트
정해진 인터럽트 소스에 맞는 주소로 PC을 설정하여점프 한다.점프 한다.
2. ISR에서는 필요한 레지스터 값을 스택을 이용대피한다. ISR안에서 사용하는 레지스터만 필대피한다. ISR안에서 사용하는 레지스터만 필요에 따라 대피 한다.
3. 일반레지스터는 뱅크를 사용한다면 PSW의3. 일반레지 터는 뱅 를 사용한다면 PSW의뱅크를 변경하여 보존할 수 있다.
4. 인터럽트에 맞는 기능을 수행한다.4. 인터럽 에 맞는 기능을 수행한다.
인터럽트로 부터 복귀 과정 II인터럽트로 부터 복귀 과정 II
1. ISR이 끝나면 이제는 복귀 과정에 들어간다. 일반레지스터는 대피 방법에 따라 복귀한다.
스택을 사용 했다면 POP으로
다른 뱅크를 사용 했다면 원래 대로 복귀(POP PSW)
2. 기타 PUSH에 의해 저장된 레지스터를 반대순서로 POP 복귀 한다.
PUSH 순서에 저장된 레지스터만 복귀
3. RETI에 의해 ISR 시작 전으로 복귀3. RETI에 의해 ISR 시작 전 복귀PC값을 스택으로 부터 복귀 한다. (RETI에 의해 자동으로)
C의 인터럽트 처리 예C의 인터럽트 처리 예
; FUNCTION SerialEcho (BEGIN)
void SerialEcho(void) interrupt 0
; FUNCTION SerialEcho (BEGIN)PUSH PSWMOV PSW,#00HPUSH AR7
{char ch;
PUSH AR7
JNB RI,?C0002CLR RI
if (RI == 1) {RI = 0;ch = SBUF;
CLR RI; Variable 'ch' assigned to Register 'R7'
MOV R7,SBUFMOV SBUF,R7ch SBUF;
SBUF = ch; } else {
TI = 0;
,SJMP ?C0004
?C0002:CLR TI
TI = 0;}
}
?C0004:
POP AR7POP PSWRETI
인터럽트 생성 출처인터럽트 생성 출처
외부에서 인터럽트가
외부 인터럽트
외부에서 인터럽트가필요해서 입력 했을 때
RAMROM프로그램 Timer 0
Interrupt Control
Timer 1
Timer/Counter타이머에서설정 시간이흘렀을 때
CPU
프로그램 Timer 0 흘렀을 때
4 I/O 포트Serial P tOSC
Bus 송수신 할데이터가4 I/O PortOSC Control
T D R DP0 P1 P2 P3
데이터가있을 때
TxD RxDP0 P1 P2 P3
인터럽트 구조인터럽트 구조
인터럽트 소스는 5개
인터럽트 원인 인터럽트처리 시작번지
외부 인터럽트 0 0x03
타이머/카운터 0 0x0B타이머/카운터 0 0x0B
외부 인터럽트 1 0x13
타이머/카운터 1 0x1B
시리얼 포트 0x23
인터럽트에 필요한 레지스터인터럽트에 필요한 레지스터
IE(I E bl ) kIE(Interrupt Enable) – mask인터럽트 소스에서 인터럽트 요인이 발생 했
을 때 처리를 할 것인가 무시를 할 것인가를결정
( )IP(Interrupt Priority)여러 개의 인터럽트 소스에서 여러 개의 인터
럽트가 발생할 경우 처리 우선 순위를 결정
TCON과 SCON인터럽트 요인이 발생하면 플래그에 세트하
고 하드웨어적인 논리에 의해 CPU에 전달
인터럽트 설정 및 처리인터럽트 설정 및 처리
우선 인터럽트를 처리할 인에이블 레지스1. 우선 인터럽트를 처리할 인에이블 레지스터(IE)를 설정한다.
2. 인터럽트 우선 순위 레지스터(IP)을 조사해서 자기보다 높은 순위를 처리하면 무해서 자기 다 높은 순위를 처리하면 무시 한다.
3 인터럽트 처리루틴에 들어가면 자동으로3. 인터럽트 처리루틴에 들어가면, 자동으로해당 인터럽트 플래그(IE0, IE1, TF0, TF1)을 클리어 되고 인터럽트 루틴을 시TF1)을 클리어 되고 인터럽트 루틴을 시작한다. 단 RI,TI는 클리어 되지 않는다.
Interrput 요청 처리Interrput 요청 처리
인터럽트 소스의 요청 상황 I인터럽트 소스의 요청 상황 I
인터럽트 발생 상황은 TCON과 SCON 레지스인터럽트 발생 상황은 TCON과 SCON 레지스터로 판단 한다.
1을 설정되어 있으면 인터럽트 요인 발생1을 설정되어 있으면 인터럽트 요인 발생
7 6 5 4 3 2 1 0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT07 6 5 4 3 2 1 0
Timer 1 Timer0 Interrupt
IE0 : 외부 인터럽트 요청 발생 E t l I t t 0 d flIE0 : 외부 인터럽트 요청 발생 External Interrupt 0 edge flagTF0 : 타이머 0 overflow Timer 0 Overflow flagIE1 : 외부 인터럽트 요청 발생 External Interrupt 1 edge flagTF0 : 타이머 1 overflow Timer 1 Overflow flag
인터럽트 소스의 요청 상황 II인터럽트 소스의 요청 상황 II
SCON 시리얼 통신 제어 레지스터SCON – 시리얼 통신 제어 레지스터
7 6 5 4 3 2 1 0
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI7 6 5 4 3 2 1 0
TI : 전송 준비가 되면 발생 Transmit Interrupt flagRI : 수신 데이터 준비 시 발생 Receive Interrupt flag
IE(Interrupt Enable) MaskIE(Interrupt Enable) Mask
7 6 5 4 3 2 1 0
EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX07 6 5 4 3 2 1 0
EA (Enable All Interrupt) : ‘1’ = 모든 인터럽트 가능ES (Enable Serial Interrupt) : ‘1’ = RI & TI인터럽트 가능
ET1 (Enable Timer1 Interrupt) : ‘1’ = 타이머1 인터럽트 가능
EX1 (Enable eXternal1 Interrupt) : ‘1’ = 외부 인터럽트1 인터럽트 가능ET0 (Enable Timer0 Interrupt) : ‘1’ = 타이머0 인터럽트 가능EX0 (Enable eXternal0 Interrupt) : ‘1’ = 외부 인터럽트0 인터럽트 가능
Mask Bit : 각 비트는 인터럽트 발생 상황 시 인터럽트를 처리할 것인가를 결정 한다. ‘1’로 설정하면 인에이블EA는 CPU가 인터럽트를 처리할 것인가를 결정 한다. 따라서 ‘0’이면 CPU는 모든 인터럽트 거절EA=1에서 각 인에이블 플래그(ES ET1 EX1 ET0 EX0)EA 1에서 각 인에이블 플래그(ES,ET1,EX1,ET0,EX0)의 설정에 따라 인터럽트 처리를 설정 한다.
IP(Interrupt Priority)IP(Interrupt Priority)
7 6 5 4 3 2 1 0
- - - PS PT1 PX1 PT0 PX07 6 5 4 3 2 1 0
PS (Serial port priority control) : ‘1’ = 시리얼 인터럽트을 높은 레벌로PT1 (Timer1 priority control) : ‘1’ = 타이머1 인터럽트을 높은 레벌로
PX1 (external interrupt1 priority control) : ‘1’ = 외부인터럽트1을 높은 레벌로
PT0 (Timer0 priority control) : ‘1’ = 타이머0 인터럽트을 높은 레벌로PX0 (external interrupt0 priority control) : ‘1’ = 외부인터럽트0을 높은 레벌로
현재 낮은 레벌 인터럽트 처리 중 높은 레벌 인터럽트가발생 하면
낮은 레벌 ISR을 중지하고
높은 레벨의 인터럽트 서비스 시작
현재 인터럽트 보다 낮은 레벌 인터럽트가 오면 요청을무시 한다.
외부 인터럽트외부 인터럽트
외부 인터럽트 입력 핀 /INT0, /INT1의
2가지 입력 상황에 의해 발생2가지 입력 상황에 의해 발생입력 신호가 하강 모서리 이면 발생
레벨(0 입력)이면 발생레벨(0 입력)이면 발생
7 6 5 4 3 2 1 0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0IT0 (Interrupt 0 Type control)IT0 (Interrupt 0 Type control)• IT0=1 : /INT0(P3.2) 핀의 하강 모서리(↓)에서 인터럽트 요청
• IT0=0 : /INT0(P3.2) 핀의 L 레벨에서 인터럽트 요청IT1 (Interrupt 1 Type control)IT1 (Interrupt 1 Type control)• IT1=1 : /INT1(P3.3) 핀의 하강 모서리(↓)에서 인터럽트 요청• IT1=0 : /INT1(P3.3) 핀의 L 레벨에서 인터럽트 요청
C에서 인터럽트 처리 루틴 만들기C에서 인터럽트 처리 루틴 만들기
인터럽트 처리 루틴(ISR)을 사용자가 직접 정의 할 수 있다.정의 수 있다
인수 전달 할 수 없다. 인수 리턴 불가능
ISR는 C51 라이브러리가 제공하는 함수 사용ISR는 C51 라이브러리가 제공하는 함수 사용할 수 없다.
ISR에서 사용하는 레지스터들은 루틴 시작전ISR에서 사용하는 레지스터들은 루틴 시작전에 자동으로 저장 된다.
인터럽트 함수는 직접 콜 할 수 없다인터럽트 함수는 직접 콜 할 수 없다.
인터럽트 종류 및 인터럽트 벡터인터럽트 종류 및 인터럽트 벡터
인터럽트 원인 벡터번호 ISR 시작번지
외부 인터럽트 0 0 0x03
타이머/카운터 0 1 0x0B
외부 인터럽트 1 2 0x13
타이머/카운터 1 3 0x1B
시리얼 포트 4 0 23시리얼 포트 4 0x23
인터럽트 함수 형태인터럽트 함수 형태
void ISR_Name(void) interrupt 3 using 2
ISR_Name : 사용자에 의해 정의 되는 함수이름이름
interrupt 3 : 인터럽트 벡터 번호 (반드시 필요) – 0 ~4 (표4-2)요) 0 4 (표4 2)
using 2 : 인터럽트에서 사용하는 뱅크번호(없어도 됨) 0~7(없어도 됨) - 0~7
ISR의 함수 예ISR의 함수 예
외부 인터럽트 0 예외부 인터럽트 0 예
#include <win51.h>
void Ex_KeyUp(void) interrupt 0 using 1{
// 기능 루틴. . . // 기능 루틴}
타이머 0
#include <win51.h>
void Tm0_Clock(void) interrupt 1p{
. . . // 기능 루틴}
ISR의 함수 예 IIISR의 함수 예 II
시리얼 포트 인터럽트 함수시리얼 포트 인터럽트 함수
#include <win51.h>#include <win51.h>
void SerialEcho(void) interrupt 0 using 1{{
char ch;
if (RI == 1) {RI = 0;ch = SBUF; // 수신 문자 읽기SBUF = ch; // 다시 보내기
} l {} else {TI = 0;
} }}
