8、计算机硬件中断、计时与ARM处理器知识解析

计算机硬件中断、计时与ARM处理器知识解析

1. 中断控制器

在计算机系统中，中断控制器起着至关重要的作用，它负责管理和处理来自各种设备的中断请求，确保系统能够及时响应外部事件。主要的中断控制器包括可编程中断控制器（PIC）和高级可编程中断控制器（APIC）。

1.1 可编程中断控制器（PIC）

PIC是传统的中断控制器，用于处理I/O子系统的中断请求。其处理中断请求的步骤如下：
1. I/O设备触发IRQ信号，该信号被PIC接收。例如，用户按下按键会触发一个IRQ。
2. PIC通过其INTR引脚将中断请求发送给CPU。
3. CPU接收到中断请求后，向PIC发送中断确认（INTA）信号。
4. PIC进一步向CPU发送8位中断向量。例如，INT 9是键盘中断。
5. CPU将当前状态保存到栈中，并从中断向量表中获取相应的中断服务程序（ISR）。

graph LR
    A[I/O设备触发IRQ] --> B[PIC接收IRQ]
    B --> C[PIC发送中断请求给CPU]
    C --> D[CPU发送INTA给PIC]
    D --> E[PIC发送8位中断向量给CPU]
    E --> F[CPU保存状态并获取ISR]

1.2 高级可编程中断控制器（APIC）

APIC是比PIC更先进的中断控制器，用于多处理器系统中的IRQ路由和处理器间的中断发送。在系统层面，APIC分为两部分：一部分位于CPU中（称为本地APIC或LAP