인터럽트 (Interrupt)

I. 예외상황 우선처리, 인터럽트

가. 인터럽트 (Interrupt)의 개념

• 예외상황 발생 시 진행중인 작업을 정지시키고 정의된 절차를 수행하기 위한 제어 프로세스

나. 인터럽트의 발생 원인/우선순위

• 우선순위를 정의한 인터럽트 벡터 정보를 IDT(Interrupt Descriptor Table) 저장, 해당 인터럽트 처리 루틴(ISR)으로 분기

II. 운영체제(OS)의 인터럽트 구성 요소 및 동작 절차

가. 인터럽트의 동작 절차

• 인터럽트 발생 시 인터럽트 벡터 테이블 조회/분기, 처리루틴 수행, 복귀 3단계 절차로 동작

나. 운영체제(OS)의 인터럽트 구성 요소

• 인터럽트 종류에 따라 우선순위 부여, 처리 순서 결정 위해 우선순위 처리 방법 필요

III. 인터럽트의 마이크로 연산

가. 인터럽트의 마이크로 코드 및 버스 통신

마이크로 코드	버스 통신 구성도
t0: MBR ← PC t1: MAR ← SP, PC←ISR시작주소 t2: M[MAR] ← MBR

나. ISR 수행까지 과정

구분	ISR 수행 전	ISR 수행 시
구 성 도
절 차	① 100번지의 LOAD 명령어가 인출/실행 ② 250번지 0004가 AC 저장 ③ PC 다음주소 0101 저장	④ ISR 마이크로 코드 수행 – PC에 ISR 시작주소(0650) – SP(0999)에 0101 저장 – SP: 다음주소(0998) 가리킴

다. ISR 수행이 끝난 후 태스크 실행 과정

구분	ISR 수행 종료	태스크 재개
구 성 도
절 차	① ISR 마이크로 코드 종료 – PC에 ISR 코드주소(0660) – SP(0999)에 0101 존재 – SP: 다음주소(0998) 가리킴	② 태스크 재개 – PC에 SP(0999) 0101저장 – SP: 이전주소(0999) 가리킴 ③ 101번지의 명령어 수행

IV. 인터럽트(Interrupt)의 종류 및 우선순위 체계

가. 인터럽트의 종류

• 외부 > 내부 > SVC 인터럽트 순으로 높은 우선순위를 부여하고 인터럽트 모드 레벨 관리

나. 인터럽트 우선순위 체계

구분	종류	설명
H/W 처리방식	직렬방식 (Daisy-Chain)	– 모든 장치를 단일 회선하여 연결 – 우선순위 높은 장치 첫 번째로 위치
	병렬방식 (Parallel)	– 모든 장치 개별 인터럽트 요청 회선 – 마스크 레지스터 비트 가중치 부여
S/W 처리방식	폴링방식 (Polling)	– 우선순위 높은장치 선택, 요청 확인 – 우선순위 S/W 변경가능, H/W 간단

• 인터럽트 우선순위 체계는 복수 개의 인터럽트가 발생하면 우선 처리 작업 결정, 순서 제어 방법

V. 인터럽트 우선순위 체계 비교

• 시스템 설계 시 변경 가능성이 적은 인터럽트는 H/W 방식으로 구성하고 동작 환경에 따라 우선순위를 동적으로 관리가 필요한 경우 S/W 방식을 고려하여 설계

VI. 우선순위와 순차처리에 따른 인터럽트 처리

가. 우선순위에 따른 인터럽트 처리

개념도	설명
	– 인터럽트의 우선순위를 정하고, 우선순위가 낮은 인터럽트 처리 중 높은 인터럽트가 들어오면 현재 인터럽트 서비스 루틴을 중단하고 새로운 인터럽트 처리 수행

나. 순차처리에 따른 인터럽트 처리

개념도	설명
	– CPU가 인터럽트 서비스 루틴을 처리하고 있는 도중에 새로운 인터럽트 요구가 들어오더라도 CPU가 인터럽트 사이클을 수행하지 않도록 방지