avbrytningsmekanismen

Avbrytningsmekanismen är en central del av datorer och andra digitala system som gör det möjligt att avbryta pågående kod när en händelse uppstår eller kräver uppmärksamhet. Genom avbrott kan systemet svara snabbt på extern input, tidsstimuli eller fel utan att vänta på färdigställandet av nuvarande uppgift. Avbrott möjliggör preemptiv multitasking och effektivt resursutnyttjande, men kräver noggrann hantering för att undvika inkonsekvenser och förseningar.

Det finns två huvudtyper av avbrott: hårdvaruavbrott, som orsakas av yttre enheter (till exempel tangentbord, nätverk eller timer), och mjukvaruavbrott, som initieras av programkod genom instruktioner eller felhändelser. Vissa avbrott är maskbara, det vill säga de kan tillfälligt tillåtas eller nekas av processorn, medan andra är icke-maskbara och måste hanteras omedelbart.

Nyckelkomponenter i avbrytningssystemet inkluderar en avbrottskontroller (interrupt controller) som prioriterar och styr vilka avbrott som ska behandlas, en avbrottvektortabell eller motsvarande mekanism som pekar till rätt avbrottsrutin, samt själva avbrottsservicerutinen (ISR) som körs när ett avbrott aktiveras. Moderne system använder ofta ett mellannahandskomplex som begränsar kostnaderna för kontextväxling och hanterar flera kärnor eller processorer.

Behandling av avbrott innebär att processorn avbryter den nuvarande exekveringen, sparar kontexten, hoppar till ISR, utför nödvändiga åtgärder och återgår till tidigare uppgift. Planering, prioritering och undvikande av störningar är centrala utmaningar, särskilt i realtids- eller tidskritiska miljöer.