采用带有PICO码的智能桥接器改进中断响应的系统和方法技术方案

技术编号:2889117 阅读:304 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种处理计算机系统中的中断请求的方法,该计算机系统具有一个或多个与系统总线相连的处理单元,和一个或多个与I/O总线相连的输入/输出(I/O)设备,总线桥接器将系统与I/O总线互连,所述方法包括以下步骤:提供具有用于处理一个或多个中断请求的pico码指令的存储设备,该存储设备与总线桥接器相连;用总线桥接器检测中断请求;以及用pico码指令处理中断请求。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机系统,更具体地说涉及缩短与输入/输出操作有关的中断等待时间的方法和装置。附图说明图1所示的常规的计算机系统10包括一个或多个中央处理单元(CPU)12a、12b和12c;主存储器14(例如随机存取存储器即RAM),处理单元用它来存储程序指令;以及一个或多个输入/输出(I/O)设备16a、16b和16c,例如显示监视器、键盘、指针设备(鼠标)和用于存储计算机操作系统及用户程序的永久性存储设备(如硬盘或软盘)。计算机系统10可以具有许多附加的部件,图中未示出,例如与调制解调器或打印机相连的串行和并行口。本领域的一般技术人员还能理解其它部件也可以与图1的框图表示的部件一同使用,例如显示适配器可以与视频显示监视器一同使用,存储器控制器可以与主存储器14一同使用。此外,处理单元12a、12b和12c每一个都可以包括几部分,如处理器核心(包括各种寄存器和逻辑单元),一个或多个高速缓冲存储器和总线接口。在早期的计算机系统中,处理单元通过单一的系统总线18与其它设备联系,但后来的计算机系统提供了I/O总线20,I/O总线20与各个I/O设备16a、16b和16c相连,并且通过总线桥接器22与系统总线相连。I/O总线20可以是任何适用的总线,用于将上述各个I/O设备与其它设备如局域网络(LAN)适配器相互连接起来。举例性的总线标准包括ISA(工业标准体系)总线,EISA(扩展工业标准体系)总线,和PCI(外设互连)总线。为了进行相互联系,还可以为不同的系统设备提供其它装置,例如直接存储器存取(DMA)通道,它们允许设备直接进行相互联系,即旁路处理单元。在I/O操作期间,各种I/O设备(或控制它们的软件设备驱动器)可以发出“中断”信号,使处理单元暂停当前过程和保存其状态,暂时向特定的例行程序如中断处理程序传送控制命令,处理程序执行特定的一组预定指令,进行中断。由于不正常(不希望)的环境即“故障”,在普通设备的操作期间也会出现中断。处理器还可以从不同的源接收多个中断;在这种情况下,采用一组中断优先级确定首先处理哪个信号。在处理中断信号之后,控制返回曾由处理单元执行的过程。采用许多措施使得计算机系统能在更高的速度下运行,例如提高高速缓冲存储器的容量和复杂性。然而,由于存在的其它问题,如I/O操作的频率,不可能使速度提得很高。使系统速度降低的I/O操作的两个方面是中断处理延时(等待时间)和I/O总线相对低速的操作。例如,即使PCI总线的运行频率是33兆赫,平均“写”操作用大约180纳秒,这等于在200兆赫的处理器上的34条指令。对一排总线结构和分布I/O设备而言,这一比例增大。此外,由于更快的通信线速度和更快的设备,新的适配器卡对系统需要更短的中断等待时间。因此,在一排总线结构中问题就更严重了。为了解决与I/O操作有关的等待时间问题,一些计算机系统为了处理主处理单元以外的中断,增加了特殊的硬件。例如,IBM公司的AS/400型计算机系统采用了I/O处理器(IOP),使中断处理更接近I/O设备。在美国专利No.5,548,730中揭示了一种类似的设计,它采用了包括一个完整的微处理器及其支持功能(存储器控制,总线控制)的智能桥接器。它需要非易失性和易失性存储器引导处理器和运行功能码,因此价格比较昂贵。另一种设计见美国专利No.5,555,430,其中对称多处理(SMP)系统将中断引至直接与处理单元和I/O设备接口的中央中断控制单元。由于该方法仅允许系统将中断引至运行最低优先级任务的处理器,所以没有完全体现中断等待时间。再看美国专利No.5,495,615、美国专利No.5,530,891和美国专利No.5,555,420。所有这些专利都是涉及中断智能处理的,但是没有提供相应的服务。在美国专利No.5,473,763中揭示了另一种以改进方式处理中断的设计。这是最接近本专利技术的现有技术,根据该方法,中断矢量直接装入地址寄存器,以便最大限度地减小对中断处理的操作。地址寄存器装入作为主处理器的“流水线信号处理器”中。利用上述方法,这种数据存储处理器还是比较昂贵的。由于不能适合多总线系统,所以将处理器作为主CPU一部分受到更多的限制,仍存在I/O等待时间的问题。总的来说,上述所有的解决方案不仅使得成本和复杂性增加,而且还增加了服务的响应时间,这是因为需要具有两个处理器转换。因此,需要提供减少与服务中断有关的处理器工作负荷的方法,以便缩短中断服务等待时间,并且比完全I/O处理器设计的成本要低。因此,本专利技术的一个目的是提供一种在计算机系统中处理输入/输出(I/O)操作的改进的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种缩短与I/O操作有关的中断等待时间的方法。本专利技术的再一个目的是提供一种成本低、且能很方便地与多总线系统配合的方法。实现本专利技术的上述目的的计算机系统通常包括至少一个处理单元,与处理单元相连的存储器设备,提供中断源的多个I/O设备,以及将I/O设备与处理单元互连的装置,互连装置包括用于截取向处理单元传输的中断请求和处理中断请求的装置。处理单元可以采用第一系统总线与系统存储器相连,互连装置最好包括第二I/O总线,该第二I/O总线与I/O设备和总线桥接器相连,总线桥接器将I/O总线与系统总线相连。截取和处理中断的装置最好位于总线桥接器中或与总线桥接器相连,并且可以包括具有用于处理中断请求的pico码指令的存储装置或矩阵。然后通过中断控制逻辑对pico码指令调度,以便在定序器中执行指令。本专利技术易于与多总线系统配合,即如果计算机系统包括与附加的中断源相连的第三总线,那么可以提供另一个总线桥接器,该总线桥接器具有截取从第二组中断源向处理单元传输的中断请求的装置。通过以下对本专利技术的详细的描述,本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将看得更清楚。当结合以下附图阅读对实施例的详细描述以后,将会更好地理解本专利技术的目的、特征和优点。附图中图1是现有技术的计算机系统的框图;图2是根据本专利技术的计算机系统的一个实施例的框图,该系统具有用总线桥接器服务中断请求的定序器;以及图3是根据本专利技术的与处理逻辑请求的方法有关的流程图。下面参照附图,特别是参照图2,图2是本专利技术的计算机系统的一个实施例30。计算机系统30通常包括一个或多个处理单元32a、32b和32c;系统存储器34(例如随机存取存储器即RAM),处理单元用它来存储数据和程序指令程序指令;以及一个或多个外部输入/输出(I/O)设备36a、36b和36c,包括用户接口设备例如显示监视器、键盘、指针设备(鼠标),一个或多个永久性存储设备(如硬盘、软盘或CD-ROM),或局域网(LAN)适配器。象图1的现有技术系统那样,计算机系统30可以具有许多附加的部件,图中未示出,例如与调制解调器或打印机相连的串行和并行口,以及其它适配器或控制器,因此图示的实施例将不构成一种限制。处理单元32a、32b和32c每一个都可以类似地包括几部分,如处理器核心(包括各种寄存器和逻辑单元),一个或多个高速缓冲存储器和总线接口。处理单元32a、32b和32c通过系统总线38与系统存储器34相连,通过第一I/O总线40a、第一总线桥接器42a和第一定序器44a与I/O设备36a、36b和36c相连。第一总线桥接器4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理计算机系统中的中断请求的方法,该计算机系统具有一个或多个与系统总线相连的处理单元,和一个或多个与I/O总线相连的输入/输出(I/O)设备,总线桥接器将系统与I/O总线互连,所述方法包括以下步骤:提供具有用于处理一个或多个中断请求的pico码指令的存储设备,该存储设备与总线桥接器相连;用总线桥接器检测中断请求;以及用pico码指令处理中断请求。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:BL布雷希
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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