Mikroprosesor dan Antarmuka Interrupt Definisi Interrupt [1] Oleh: Junartho Halomoan (juned_new@yahoo.com) LOGO Interupsi adalah upaya untuk mengalihkan perhatian μp Intel 8088 dari program yg sedang dikerjakan untuk memberikan pelayanan khusus terlebih dahulu pada yang menginterupsinya. Contoh : Keyboard menginterupsi kerja 8088 karena ada tuts keyboard yg ditekan. Data yg dihasilkan oleh tuts tersebut harus diambil sesegera mungkin oleh μp Intel 8088. 1
Definisi Interrupt [2] Dilihat dari siapa yg menginterupsi, interupsi dapat dibedakan menjadi 2, yaitu : 1. Software generated : dihasilkan dengan menggunakan instruksi INT 2. Hardware generated : dihasilkan dengan mengaktifkan sinyal Interrupt pada pin 18 di μp Intel 8088 (active high) Definisi Interrupt [3] Kedua jenis interupsi tersebut akan menyebabkan μp Intel 8088 mengerjakan suatu routine (program kecil) khusus (Interrupt Service Routine/ ISR). 2
Interrupt Vector Table http://www.pelletiernet.com/helppc/int_table.html Software Generated [1] Dihasilkan oleh instruksi INT yang diikuti nomor interupsinya. Contoh : INT 13 berarti interupsi nomor 13H. Tipe interupsi ini ada 2 jenis : 1. Interupsi yg dihasilkan oleh ROM BIOS (untuk nomor interupsi 0 s.d. nomor interupsi 1FH) 2. Interupsi yg dihasilkan oleh sistem operasi yg digunakan (untuk nomor interupsi 20H keatas) DOS (disk operating system) 3
Software Generated [2] Adanya instruksi INT dalam program akan menyebabkan μp 8088 meninggalkan program yg sedang dikerjakan, dan mengerjakan routine khusus untuk nomor interupsi tersebut. Setelah routine tersebut selesai dikerjakan, maka μp 8088 akan kembali ke program semula yg tadinya ditinggalkan. Software Generated [3] Urutan kerja μp 8088 saat mengerjakan instruksi INT XX (nilai XX dapat berharga 00H sampai FFH) : 1. Menyimpan isi register ke Stack 2. Mencari alamat routine XX 3. Lompat ke alamat routine tersebut 4. Mengerjakan routine tersebut 5. Kembali ke program semula dgn cara mengembalikan semua isi register dari Stack 4
Software Generated [4] 1. Menyimpan isi register ke Stack Langkah ini ditujukan untuk mengembalikan kembali isi register setelah routine XX selesai dijalankan. Yang dilakukan : a. Push Flag, b. Clear Interrupt Flag, c. Clear Trap Flag, d. Push CS, e. Push IP Software Generated [5] 2. Mencari alamat routine XX Sebelum dapat menjalankan routine XX, μp 8088 harus mencari terlebih dahulu dimana routine XX tersebut berada. Untuk mendapatkan alamat routine tsb, μp 8088 akan mencarinya di Interrupt Vector Table (IVT) yg ada di alamat 00000H sampai 003FFH (setiap nomor interupsi membutuhkan 4 byte alamat yg disimpan oleh IVT : 2 byte untuk alamat Segment dan 2 byte untuk alamat Offset) 5
Software Generated [6] Software Generated [7] 3. Lompat ke alamat routine XX Melompat ke instruksi awal dari routine XX dgn melakukan lompatan JMP SSSS:OOOO dimana SSSS adalah alamat Segment dan OOOO adalah alamat Offset. 6
Software Generated [8] 4. Mengerjakan routine XX μp 8088 akan mengerjakan semua instruksi yg ada sampai ditemukan instruksi IRET (Interrupt Return) Software Generated [9] 5. Kembali ke program semula Jika instruksi IRET dikerjakan, maka semua isi regiter yg tadi disimpan, akandikembalikan. Yang dilakukan : a. Pop IP, b. Pop CS, c. Set Trap Flag, d. Set Interrupt Flag, e. Pop Flag 7
Pemrograman Interrupt [1] Ada beberapa instruksi interrupt antara lain: INT, INT3, BOUND, INTO, IRET INT n dimana menjalankan prosedur/ rutin interupsi pada alamat (4 byte) yang disimpan di vektor n Cara menghitung alamat vektor table: mis INT 5 5 x 4 = 20 (14h) maka alamat awal vektor interupsi 5 di 00014h sampai 00017h (karena 4 byte) Pemrograman Interrupt [2] BOUND merupakan instruksi interupsi yang membandingkan 2 buah operand antara sebuah register dan 2 buah word dari memori data. Mis BOUND AX,DATA register AX dibandingkan isi DATA dan DATA+1 juga dengan DATA+2 dan DATA+3 Jika (isi register AX lebih kecil dari DATA dan DATA+1) atau (isi register AX lebih besar dari DATA+2 dan DATA+3) maka BOUND akan menjalankan prosedur/rutin pada alamat (4 byte) yang disimpan di vektor 5. 8
Pemrograman Interrupt [3] Jika isi register AX di antaranya, BOUND tidak akan terjadi apa- apa INT3 merupakan instruksi interupsi yang digunakan menyimpan breakpoint untuk debugging. INTO merupakan instruksi interupsi yang dijalankan dengan mengecek OF (overflow). Jika OF=1 maka INTO menjalankan prosedur/rutin pada alamat (4 byte) yang disimpan di vektor 4. Jika OF =0 maka INTO tidak akan terjadi apa- apa. Hardware Generated [1] Adanya sinyal +5V pada pin 18 (INTR) pada 8088 akan menyebabkan 8088 meninggalkan program yg sedang dikerjakan, dan mengerjakan routine khusus untuk nomor interupsi tersebut. Setelah routine tersebut selesai dikerjakan, maka 8088 akan kembali ke program semula yg tadinya ditinggalkan. 9
Hardware Generated [2] Urutan kerja μp 8088 saat mendapatkan sinyal aktif pada pin 18 (INTR) : 1. Menyimpan isi register ke Stack 2. Mengaktifkan sinyal INTA (Interrupt Acknowledged) di pin 24 3. Membaca nomor interupsi di Address Bus (A0 A7) 4. Mencari alamat routine untuk nomor interupsi tersebut 5. Lompat ke alamat routine tersebut Hardware Generated [3] 6. Mengerjakan routine tersebut 7. Kembali ke program semula dgn cara mengembalikan semua isi register dari Stack 10
Hardware Generated [4] 1. Menyimpan isi register ke Stack Langkah ini ditujukan untuk mengembalikan kembali isi register setelah routine selesai dijalankan. Yang dilakukan : a. Push Flag, b. Clear Interrupt Flag, c. Clear Trap Flag, d. Push CS, e. Push IP Hardware Generated [5] 2. Mengaktifkan sinyal INTA Langkah ini ditujukan agar Interrupt Controller (ex: 8259) memberitahukan μp 8088 nomor interupsinya 11
Hardware Generated [6] 3. Membaca nomor interupsi Membaca kondisi Address Bus AD0 AD7 untuk mengetahui siapa yg menginterupsinya Hardware Generated [7] 4. Mencari alamat routine yg sesuai Sebelum dapat menjalankan routine yg sesuai, μp 8088 harus mencari terlebih dahulu dimana routine tersebut berada. Untuk mendapatkan alamat routine tsb, μp 8088 akan mencarinya di Interrupt Vector Table yg sama dgn tabel untuk Software Generated Interrupt. 12
Hardware Generated [8] 5. Lompat ke alamat routine tersebut Melompat ke instruksi awal dari routine dgn melakukan lompatan JMP SSSS:OOOO dimana SSSS adalah alamat Segment dan OOOO adalah alamat Offset Hardware Generated [9] 6. Mengerjakan routine tersebut μp 8088 akan mengerjakan semua instruksi yg ada sampai ditemukan instruksi IRET (Interrupt Return) 13
Hardware Generated [10] 7. Kembali ke program semula Jika instruksi IRET dikerjakan, maka semua isi regiter yg tadi disimpan, akan dikembalikan. Yang dilakukan : a. Pop IP, b. Pop CS, c. Set Trap Flag, d. Set Interrupt Flag, e. Pop Flag Hardware Generated [11] 14
Hardware Generated [12] Hardware Generated [13] Pada saat flag interrupt (IF) = 1 maka pin INTR bisa menginterupsi. Sebaliknya saat Flag interupt =0, INTR tidak bisa menginterupsi. Men-set IF dengan instruksi STI dan Men-clear IF dengan instruksi CLI Hardware interupt selain INTR juga ada NMI (non maskable interrupt) yang berarti interupsi yang tidak dapat diinterupsi dan dapat menginterupsi prosedur interupsi yang sedang berjalan 15
Hardware Generated [14] NMI biasa digunakan untuk mendeteksi ada power failure. Misal: suatu ketika tiba- tiba daya listrik ke up 8088 drop. Maka sinyal interupsi masuk ke pin 17 (NMI) untuk menjalankan interrupt tipe 2 dan semua data disimpan ke battery backed-up memory Antarmuka PIC 8259 [1] Jika dibutuhkan interupsi H/W lebih dari satu maka sebuah komponen pengendali interupsi dibutuhkan dan mengatur prioritas interupsi yang dijalankan. Komponen controller interrupt (PIC=Programmable Interrupt Controller) adalah 8259. Misal dibutuhkan 64 interupsi maka dibutuhkan 1 IC master 8259 dan 8 buah IC master 8259 16
Antarmuka PIC 8259 [2] Antarmuka PIC 8259 [3] 17
Antarmuka PIC 8259 [4] WR: Connects to a write strobe signal (one of 8 for the Pentium). RD: Connects to the IORC signal. INT: Connects to the INTR pin on the microprocessor. INTA: Connects to the INTA pin on the microprocessor. A0: Selects different command words in the 8259A. CS: Chip select - enables the 8259A for programming and control. Antarmuka PIC 8259 [5] SP/EN: Slave Program (1 for master, 0 for slave)/enable Buffer (controls the data bus transievers when in buffered mode). CAS2-CAS0: Used as outputs from the master to the slaves in cascaded systems. 18
Antarmuka PIC 8259 [6] Antarmuka PIC 8259 [7] 4. Send Interrupt Type 3. INTA 1. Interrupt dari divais 2. PIC mengirim INT ke up 19
Antarmuka PIC 8259 [8] Prioritas IRQ: 0,1,8,2,10,11,12,13,14,15,3,4,5,6,7 Antarmuka PIC 8259 [9] 20
Antarmuka PIC 8259 [10] PIC diprogram oleh initialization (ICW) dan operation (OCW) command word Ada 4 register ICW: ICW 1, ICW 2, ICW 3, ICW 4 ICW 1 jika dalam cascade mode maka ICW 3 harus digunakan Antarmuka PIC 8259 [11] ICW 2 digunakan untuk menset vektor interrupt. Mis: vector interrupt = 08H s/d 0Fh (karena jumlah pin interrupt PIC hanya 8 buah) maka ICW 2 diset 08H 21
Antarmuka PIC 8259 [12] ICW 3 digunakan untuk apakah pin interrupt IC master 8259 memiliki slave. Antarmuka PIC 8259 [13] ICW 4 digunakan untuk mode interrupt yang diprogram. Jika AEOI bernilai 1 maka OCW 2 tidak perlu diprogram. Sebaliknya jika bernilai 0 maka OCW 2 perlu diprogram 22
Antarmuka PIC 8259 [14] OCW 1 digunakan untuk men-mask suatu interrupt tertentu. Program aplikasi bisa memask interrupt tertentu, program aplikasi tidak ingin diganggu oleh INT tertentu, misal : tidak ingin diganggu KYB, maka interrupt di-mask untuk keyboard Antarmuka PIC 8259 [15] OCW 2 digunakan untuk men-set prioritas interrupt. Ada 3 mode interrupt: fully nested, automatic rotation, specific 23
Antarmuka PIC 8259 [16] Antarmuka PIC 8259 [17] Ada 3 mode interrupt: fully nested, automatic rotation, specific. MODE FULLY NESTED: IR0 prioritas tertinggi, IR7 terendah misal: IR5 di set prioritas paling tinggi Register ICW 4 bit SFNM di set 1 dan bit AEOI di set 0 Register OCW 2 di set 01100101 011 specific EOI command 101 IR5 paling tinggi 24
Antarmuka PIC 8259 [18] Proses interrupt: pada saat IR4 sedang berjalan, kemudian IR5 dan IR0 masuk. Maka IR4 ditunda dahulu dan alamat prosedur IR4 diamankan ke stack. Kemudian rutin IR5 dijalankan setelah IR5 selesai rutin IR0 dijalankan setelah IR0 selesai IR4 dilanjutkan kembali MODE AUTOMATIC ROTATION: IR yang sudah dilayani menjadi IR dengan prioritas terendah Antarmuka PIC 8259 [19] Misal: Register ICW 4 bit SFNM di set 0 dan bit AEOI di set 0 Register OCW 2 di set 10000xxx 100 rotate on automatic EOI cmd. start:ir0,ir1,ir2,ir3,ir4,ir5,ir6, IR7 o IR 5 sesudah dijalankan menjadi: IR0,IR1,IR2,IR3,IR4,IR6, IR7,IR5 o IR 2 sesudah dijalankan menjadi IR0,IR1,IR3,IR4,IR6, IR7,IR5,IR2 25
Antarmuka PIC 8259 [20] MODE SPECIFIC: 101 IR5 paling rendah Register ICW 4 bit SFNM di set 0 dan bit AEOI di set 0 Register OCW 2 di set 11000101 110 set priority cmd. maka urutan priority: start:ir0,ir1,ir2,ir3,ir4,ir6,ir7,ir5 jika IR3 sedang berjalan, IR1 masuk. Maka IR1 harus menunggu sampai IR3 selesai Antarmuka PIC 8259 [20] 101 IR5 paling rendah Register ICW 4 bit SFNM di set 0 dan bit AEOI di set 0 Register OCW 2 di set 11100101 111 rotate on specific EOI cmd. maka urutan priority: start:ir0,ir1,ir2,ir3,ir4,ir6,ir7,ir5 o saat IR3 selesai dijalankan IR0,IR1,IR2,IR4,IR6,IR7,IR5,IR3 o saat IR2 selesai dijalankan IR0,IR1,IR4,IR6,IR7,IR5,IR3,IR2 26