Interrupt (IRQ)
Ein Interrupt ist ein Signal, das von einer Hardware-Komponente erzeugt wird, um den normalen Programmablauf eines Prozessors oder Mikrocontrollers zu unterbrechen, um an einer bestimmten Stelle im Programmcode weiterzumachen. Interrupts werden normalerweise durch bestimmte Ereignisse ausgelöst, wie zum Beispiel das Drücken einer Taste auf einer Tastatur oder das Empfangen von Daten an einer Schnittstelle.
In einem Computer ist der Hauptprozessor (CPU) die ausführende Einheit. Er kümmert sich nicht nur darum, dass Daten verarbeitet werden, sondern Daten gelesen und geschrieben werden. Das ist insbesondere dann notwendig, wenn die Daten von außen ins System kommen oder auch verlassen. Dazu gehören Maus-Bewegung, Tastatur-Eingaben oder Netzwerk-Verkehr. Damit der Hauptprozessor davon etwas mitbekommt, gibt es im Prinzip 2 Möglichkeiten.
- Polling: Der Prozessor fragt alle Eingabe-Geräte zyklisch ab, ob sie Daten zum Verarbeiten haben.
- Interrupt: Eine Unterbrechungsanforderung (to interrupt, unterbrechen) meldet den Hauptprozessor, wenn Daten anstehen.
Die Verwendung von Interrupts ermöglicht es, auf Ereignisse zu reagieren, ohne ständig einen bestimmten Zustand abfragen zu müssen.
Ablauf eines Interrupts
Wenn ein Gerät Daten zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung hat oder einfach nur eine Rückmeldung geben will, dann wird dem Prozessor in seiner laufenden Arbeit eine Unterbrechungsanforderung, also ein Interrupt-Request (IRQ) gesendet. Das passiert durch den Interrupt (Leitung), der dem betreffenden Gerät zugewiesen ist.
Wird zum Beispiel ein Taste auf der Tastatur gedrückt, dann schickt der Tastatur-Controller einen IRQ an den Prozessor. Der unterbricht seine aktuelle Tätigkeit und führt einen Befehl an einer bestimmten Speicheradresse aus, die vom IRQ-Eingang abhängig ist und auf den Tastatur-Treiber verweist. In den daraufhin ablaufenden Lese- und Schreiboperationen wird dafür gesorgt, dass der Buchstabe auf dem Bildschirm erscheint.
Interrupt-Auslösegründe
Bei jeder zeitkritischen Anwendung, bei der Daten an den Prozessor gesendet werden müssen, wird ein Interrupt ausgelöst. Für den IRQ können folgende Aktionen verantwortlich sein:
- Mausbewegung
- Datenempfang vom Modem
- Tastatureingabe
- Audioaufnahme durch die Soundkarte
- Lesen von Speichermedien
- Erfolgreicher Schreibvorgang
Damit aus Anwendersicht das System optimal funktioniert, ist die Gewichtung zwischen den Interrupts unterschiedlich. So kann sich die CPU um die wichtigen Aufgaben kümmern. Bei Überlastung kann es trotzdem dazu kommen, dass wichtige Daten nicht rechtzeitig oder nur verzögert vom Prozessor verarbeitet werden können.
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