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【応用情報技術者試験】割込みコントローラ

割込みコントローラ(Interrupt Controller)は、コンピュータ内部のCPUと周辺機器(キーボード、マウス、ディスク等)の間に接続され、周辺機器からの複数の「割込み要求信号」を受信・管理し、優先順位に基づいて適切なタイミングでCPUへ通知する制御回路です。周辺機器に対するCPUの窓口のような役割を果たし、効率的な処理を実現する主要な部品です。 

概要と特徴

  • 主な機能: 複数の周辺機器から同時に来る割込み信号を整理し、優先度の高いものから順にCPUへ伝えます。
  • 役割: 優先順位の低い割込みを一時的にマスク(無効化)したり、ハードウェア的な優先度(Hard Priority)などを判断したりします。
  • 構造: 単体のICチップ、あるいはチップセットやSoC(System on a Chip)の一部として実装されます。
  • 代表的な技術: 代表的なものにインテル社のi8259(PIC: Programmable Interrupt Controller)があります。 

主な動作・メリット

  • 効率化: CPUが常に周辺機器の状況を監視(ポーリング)する必要がなくなるため、CPUの処理資源を効率的に活用できます。
  • 応答性向上: 周辺機器が緊急の処理を要求した場合、CPUが即座にそれを検知し、処理中のプログラムを一時中断して対応できます。
  • マスク機能: 割込みコントローラは、不要な信号を無視したり、特定の機器からの割込みを一時的に禁止したりするマスク処理も行います。 

代表的な構成は、周辺機器からの割込みリクエスト(IRR)を検知し、イン・サービス・レジスタ(ISR)で現在処理中の割込みを管理する仕組みです。 

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