APIC, que significa Advanced Programmable Interrupt Controller, es un controlador de interrupciones diseñado para el multiproceso. Este controlador está incorporado en la unidad central de procesamiento (CPU) y permite incorporar múltiples microprocesadores a la placa madre. Es importante no confundirlo con el i/o apic de la placa base, que es una mejora del PIC clásico de la arquitectura AT y ofrece más de 16 IRQs y un manejo más rápido de las mismas.
Resumen
El sistema APIC de Intel consta de dos componentes principales: el APIC Local (LAPIC) y el I/O APIC (de entrada/salida). El LAPIC está integrado en cada CPU del sistema y el I/O APIC se utiliza para el sistema de buses de periféricos. En el diseño original del sistema, los LAPICs y los I/O APIC están conectados por un bus dedicado APIC. Sin embargo, en los sistemas más nuevos, se utiliza el bus del sistema para la comunicación entre todos los componentes APIC.
En los sistemas que contienen un PIC 8259, el 8259 se puede conectar al LAPIC en el BSP (System's bootstrap processor), o en uno de los I/O APIC del sistema.
APIC Local
El LAPIC es responsable de gestionar todas las interrupciones externas para el procesador al que pertenece. Además, es capaz de aceptar y generar interrupciones interprocesador (IPIs) entre LAPICs. Puede soportar hasta 224 vectores de IRQ de una I/O LAPIC, aunque los números del 0 al 31 están reservados para el manejo de excepciones de los procesadores x8
I/O APIC
El I/O APIC contiene la tabla de redirección, que se utiliza para enrutar las interrupciones que recibe de los buses periféricos a uno o más LAPICs locales.
Las interrupciones son una forma eficiente de manejar las solicitudes de servicios de dispositivos periféricos o eventos del sistema. Antes de profundizar en el tema, es importante definir algunos conceptos clave, como las IRQ (Interrupt Request) y las ISR (Interrupt Service Routine).
Una IRQ es una señal de hardware enviada a la CPU para disparar una interrupción, mientras que una ISR es un bloque de código específicamente diseñado para trabajar con una condición de interrupción.
Las interrupciones se pueden clasificar en enmascarables y no enmascarables, dependiendo de su prioridad.
Interrupciones enmascarables
Las interrupciones enmascarables son aquellas que la CPU puede ignorar si se encuentra en un estado crítico en el que no puede atender la interrupción o si ya está ejecutando otra interrupción anterior. En estos casos, la CPU puede enmascarar o desactivar temporalmente la interrupción para evitar interrupciones innecesarias o conflictos en el sistema.
Interrupciones no enmascarables
Las interrupciones no enmascarables son aquellas que la CPU no puede ignorar y siempre deben ejecutarse. Estas interrupciones se reservan únicamente para eventos críticos y suelen ser preprogramadas por los fabricantes del chipset. La CPU debe atender estas interrupciones de inmediato, incluso si está ocupada con otras tareas.
Trabajar con interrupciones ofrece varias ventajas. Por un lado, permite escribir un código más compacto y modular mediante el uso de ISR. Además, el uso de interrupciones puede reducir el consumo de energía, ya que las ISR requieren menos ciclos de procesador para ejecutarse. También permite una respuesta más rápida a eventos y dispositivos, lo cual es especialmente útil en sistemas con muchos eventos y tareas ejecutándose secuencialmente.
Las interrupciones pueden ser disparadas por hardware o software. Las interrupciones de hardware son generadas por eventos físicos, como la presión de un botón o el cambio de un estado en un sensor. Por otro lado, las interrupciones de software son generadas por programas para acceder a subrutinas almacenadas en la memoria RAM.
Las interrupciones son una herramienta fundamental en la programación de sistemas, ya que permiten manejar eficientemente las solicitudes de servicios de dispositivos periféricos o eventos del sistema. Su clasificación en enmascarables y no enmascarables ayuda a establecer prioridades y garantizar un funcionamiento adecuado del sistema. Además, trabajar con interrupciones ofrece ventajas como un código más compacto y modular, menor consumo de energía y tiempos de respuesta más rápidos.
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