Системные ресурсы, используемые устройствами ввода-вывода

Для нормального функционирования системного блока и периферийных устройств, подключенных к PC, необходимо корректно разделять имеющиеся общие системные ресурсы, основными из которых являются:

линии запросов на прерывание (IRQ);

каналы прямого доступа к памяти (DMA);

базовые адреса портов ввода/вывода.

Некорректное использование одновременно этих ресурсов ведет к конфликтам, в результате которых устройства либо не будут работать вообще, либо будут вести себя непредсказуемо. Эти конфликты могут быть успешно устранены только путем грамотной настройки программно-аппаратных средств. Эту процедуру обычно называют конфигурированием.

Система прерываний

Чтобы устройства, входящие в состав компьютера, могли взаимодействовать с центральным процессором, в IBM-совместимых компьютерах предусмотрена система прерываний (Interrupts).

Система прерываний позволяет компьютеру приостановить текущие действия и переключиться на другие в ответ на поступивший запрос, например, на нажатие клавиши на клавиатуре. Каждому прерыванию присваивается свой номер.

В PC XT с восьмиразрядной шиной ISA имелось только 8 внешних аппаратных прерываний. В PC AT с процессором 80286 количество линий прерываний было увеличено вдвое благодаря использованию уже двух контроллеров прерываний.

Каждый из контроллеров имеет по 8 входных линий для приема запросов на прерывание. Линии запроса на прерывание называются IRQ (Interrupt-Requests). Прерывания, используемые вторым контроллером, подаются на неиспользованный вход IRQ 2 первого.

Каждая линия имеет свой приоритет. Наивысший приоритет соответствует линии IRQ 0. Отметим, что контроллеры прерываний включены таким образом, что линии IRQ 8-IRQ 15 имеют приоритет ниже приоритета линии IRQ 2, но выше IRQ 3. Каждой линии IRQ соответствует вектор прерываний, указывающий местонахождение процедуры обслуживания запроса на прерывание в ROM BIOS. Линиям IRQ I - IRQ 7 соответствуют векторы прерываний от 8Н до OFH, а линиям IRQ 8- IRQ 15 - векторы от 70Н до 77Н.

Часть линий прерываний резервируется системой, а часть может быть предоставлена для использования дополнительным оборудованием, необходимым пользователю. Так, например, IRQ 13 отводится для математического сопроцессора и оно не может быть использовано другим устройством, даже если математический сопроцессор не установлен. Обычно для IBM PC-совместимых компьютеров свободны IRQ3. IRQ 5, IRQ 7, IRQ 10, IRQ 11 и IRQ 12.