割り込みコントローラとは？
割り込みコントローラは、コンピュータシステムの核心機能であり、主にハードウェアデバイスからの割り込み信号を管理・制御するための回路のことです。割り込みとは、CPUが実行しているプログラムを中断し、割り込みが発生したデバイスからの要求を即座に処理する仕組みです。割り込みコントローラは、このような割り込み信号を受け取って、優先度や種類に応じて処理を優先順位付けし、CPUに伝えることで、効率的なデバイスの制御を実現します。
割り込みの種類
割り込みには、外部割り込みと内部割り込みの2つの種類があります。
- 外部割り込みは、キーボードやマウスなどの周辺機器からの割り込み信号のことです。周辺機器がCPUに割り込みを要求することで、CPUは割り込みハンドラを起動して、周辺機器からの信号を処理します。
- 内部割り込みは、CPU内部でのエラー発生などの内部的な問題から発生する割り込みのことです。CPU自身が自己診断して内部エラーを検出すると、割り込みハンドラを起動してエラーを処理します。
割り込みコントローラの役割
割り込みコントローラが果たす役割は、大きく分けて以下の3つです。
- 割り込み信号の管理：割り込みコントローラは、割り込み信号の優先順位を決定し、複数の割り込み信号を同時に受け取った場合には、優先度の高い信号から処理を開始します。
- 割り込み信号の分配：割り込みコントローラは、優先順位の高い割り込み信号をCPUに伝え、CPUが割り込みハンドラを起動して、割り込み信号を処理します。
- 割り込み信号のマスキング：割り込みコントローラは、CPUが処理できない割り込み信号を一時的にマスキングすることで、CPUの負荷を軽減し、システム全体の安定性を確保します。
まとめ
割り込みコントローラは、コンピュータシステムの中核となる重要な機能の一つであり、周辺機器やCPU内部のエラーなどの情報を効率的に処理するために欠かせないものです。割り込みの種類や割り込みコントローラの役割を理解することで、コンピュータシステムの動作原理を理解し、より高度なシステムの開発に役立てることができます。