[发明专利]一种串行中断处理的方法、装置及计算机系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机领域，尤其涉及一种串行中断处理的方法、装置及计算机系统。

背景技术

工业标准结构(Industry Standard Architecture，ISA总线)是IBM公司为PC/AT计算机而制定的总线标准，为16位总线的体系结构，也称AT标准。1987年IEEE(Institute for Electrical and Electronic Engineers，电气和电子工程师学会)正式制订了ISA总线标准(IEEE-996)。

PC/104是ISA(IEEE-996)标准的延伸，是一种嵌入式的总线规范。1992年PC/104作为基本文件被采纳，称之为IEEE-P996.1兼容PC嵌入式模块标准。PC/104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。IEEE-996是ISA工业总线规范，IEEE协会将PC/104工业总线规范定义为IEEE-P996.1，因此PC/104实质上就是一种紧凑型的IEEE-996，除了电气和机械规范完全不同外，其信号定义和PC/AT基本一致，是一种优化的、小型的、堆栈式结构的嵌入式控制系统。

但是，在PC微型计算机及现代计算机系统中，对早期ISA设备的兼容支持正在逐步减弱，然而在工业、控制、电力、交通、运输、船舶、国防等关系国计民生的重要领域中，特别是在嵌入式计算机系统和工业控制计算机系统中，目前仍然大量使用着基于ISA总线和PC/104总线的I/O设备。

为了能够使这些ISA设备在上述领域中得到广泛的应用支持，嵌入式计算机系统往往通过在PCI主桥上挂接PCI-to-ISA桥芯片来进行PCI协议和ISA协议之间的转换，实现PCI设备和ISA设备的跨总线相互通信。这种PCI-to-ISA桥接芯片把对于PCI的I/O和PCI内存地址空间的访问转换成对ISA的I/O和ISA内存访问，用来支持ISA设备。

PCI-to-ISA桥芯片除了负责将PCI总线协议转换成ISA总线协议外，还负责接收基于ISA总线协议的I/O设备所发送的各种中断请求(IRQ)信号，这些I/O设备所发送的中断请求(IRQ)信号是以并行的方式发送的。同时，PCI-to-ISA桥芯片还将接收到的并行中断信号转换成串行中断信号(SERIRQ)，即用一根信号线来传递ISA设备所有可能的中断请求信号，并且作为响应而将此串行中断(SERIRQ)信号提供给具有串行中断处理能力的系统模块电路，例如南桥芯片(South Bridge)；该系统模块电路内的控制逻辑在收到来自串行中断信号线的串行中断(SERIRQ)信号后，通过解析处理将它们转换成独立的中断请求信号后送往其内部的中断控制逻辑，并作为响应而提供一信号到系统的中央处理单元(CPU)以指示一个未处理中断请求信号的存在。中央处理单元(CPU)随之响应当前的中断信号并通过中断类型号查找中断向量表或中断描述符取得中断服务程序的入口地址，以便执行适当的中断服务程序，对中断进行处理。

图1所示为现有技术提供的在计算机系统中实现对PCI-to-ISA桥接设备的串行中断处理的框图。该计算机系统包括中央处理单元(CPU)、南桥(SouthBridge)、PCI-to-ISA桥以及基于ISA总线和PC/104总线的I/O设备(Device41、Device42和Device43)。

该计算机系统中的南桥除了提供一个使能信号到连接在PCI总线上的PCI-to-ISA桥，还提供一个相同的使能信号到连接在ISA总线上的ISA设备(Device41、Device42和Device43)，以便系统加电启动后可以正常访问PCI-to-ISA桥和ISA设备。

该计算机系统中的南桥(South Bridge)内部逻辑有支持串行中断协议的专用功能模块，并提供串行中断(SERIRQ)输入针。根据ISA总线和PC/104总线中断协议，南桥(South Bridge)的串行中断(SERIRQ)输入针作为输入从一根串行中断信号线上接收可能的中断请求(IRQ)信号，这些中断请求(IRQ)信号由PCI-to-ISA桥芯片的串行中断(SERIRQ)输出针输出并驱动串行中断信号线。南桥(South Bridge)从串行中断信号线上接收到一有效信号后，其内部支持串行中断协议的专用功能模块对接收到的串行中断信号(SERIRQ)进行解析，并将适当的中断请求(IRQ)信号提供给中央处理单元(CPU)，此中断请求(IRQ)信号与外设ISA设备所响应的中断请求一致，中央处理单元(CPU)随即对这一未处理的中断进行中断处理。