Was ist ein IRQ ?
Eine Unterbrechungsanforderung (IRQ) ist ein Signal, das an den Prozessor eines Computers gesendet wird, um seinen Betrieb vorübergehend anzuhalten (zu unterbrechen). Das Signal wird in der Regel von einem Hardware-Gerät gesendet, um den Prozessor zu unterbrechen, damit das Gerät Zeit hat, seinen eigenen Vorgang auszuführen. Wenn zum Beispiel ein Drucker den Druckvorgang beendet, sendet er ein Unterbrechungssignal an den Computer. Dieses Signal unterbricht kurzzeitig die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), damit diese entscheiden kann, was als nächstes zu tun ist.
Ein IRQ ist wichtig, wenn mehrere Geräte an einen Computer angeschlossen sind. Diese Geräte benötigen Zeit, um ihre eigenen Operationen auszuführen und einige Daten zu verarbeiten, und müssen daher den Prozessor bitten, anzuhalten. Sie tun dies mit einem IRQ.
Sobald das Gerät den IRQ sendet, hält der Prozessor kurzzeitig an, damit der Computer dem Gerät Zeit geben kann, seinen Vorgang auszuführen. Jedes Mal, wenn ein Benutzer eine Maus bewegt, teilt ein Interrupt-Handler dem Prozessor mit, dass er seine aktuelle Tätigkeit unterbrechen muss, damit er die Mausbewegungen verarbeiten und interpretieren kann.
IRQ-Kanäle und IRQ-Nummern
Alle an den Computer angeschlossenen Geräte teilen ihre IRQs über eine eindeutige Datenleitung mit, die als Kanal bezeichnet wird. Dazu gehören Laufwerkskontroller, Soundkarten, Drucker, Tastaturen und Mäuse. Wann immer auf den IRQ verwiesen wird, geschieht dies zusammen mit der Kanalnummer, die auch als IRQ-Nummer bezeichnet wird. Jedem Gerät wird eine eigene IRQ-Nummer zugewiesen. So kann beispielsweise IRQ 1 für einen Drucker, IRQ 4 für eine Tastatur und IRQ 7 für eine Maus verwendet werden.
Geräte benötigen eine eindeutige IRQ-Nummer, um Eingaben an den Prozessor zu liefern oder eine bestimmte Aktion zu starten. Diese Nummer erleichtert eine angemessene CPU-Reaktion, indem sie den verschiedenen Geräten Prioritäten zuweist. Je niedriger die IRQ-Nummer, desto wichtiger ist die Eingabe oder Aktion. Dem Systemtimer wird normalerweise ein IRQ von 0 zugewiesen, während ein PS/2-Anschluss – Tastatur oder Maus – einen IRQ von 1 haben kann. Diese niedrigen Nummern geben dem Systemtimer und dem PS/2-Anschluss Vorrang vor z. B. dem primären Integrated Drive Electronics- oder dem sekundären IDE-Anschluss, die hohe IRQs, wie IRQ 14 bzw. IRQ 15, haben können.
IRQ-Zuweisungen
Normalerweise können die IRQs bis zu IRQ 15 reichen. Hier sind typische IRQ-Zuweisungen für einen PC.
- IRQ #
- 0
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- Gerät
- System Zeitgeber
- Tastatur (PS/2)
- Kaskade von IRQ 9
- COM-Anschluss 2 oder 4
- COM-Anschluss 1 oder 3
- Paralleler Anschluss (Drucker) 2 oder Soundkarten
- Controller für Diskettenlaufwerk
- Paralleler Anschluss (Drucker) 1
- Echtzeituhr
- Video
- offen
- offen
- Maus (PS/2)
- Coprozessor
- Primärer IDE-Controller (Festplatten)
- Sekundärer IDE-Controller (Festplatten)
IRQ und Plug & Play
Ein Computer kann mehrere Signale auf derselben Unterbrechungsleitung empfangen, versteht aber möglicherweise nicht alle diese Signale. Um das Verständnis zu erleichtern, muss dem Computer für jedes Gerät und seinen Pfad ein eindeutiger Wert angegeben werden. Als Geräte mit Industriestandardarchitektur verwendet wurden und bevor Plug-and-Play (PnP)-Geräte aufkamen, mussten die Benutzer die IRQ-Werte manuell einstellen, wenn sie ein neues Gerät an einen Computer anschlossen. Heute sind die meisten Geräte PnP-Geräte. Das heißt, sie werden automatisch konfiguriert, und die Benutzer müssen sich nicht mehr um sie kümmern.
Wenn ein Benutzer ein Gerät hinzufügt, das PnP nicht unterstützt, sollte der Hersteller explizite Anweisungen für die Zuweisung von IRQ-Werten für dieses Gerät bereitstellen. Wenn der Benutzer nicht weiß, welchen IRQ-Wert er angeben soll, spart er Zeit, wenn er den Hersteller fragt, anstatt selbst zu versuchen, es herauszufinden.
IRQ-Fehler
IRQ-Fehler können manchmal auftreten, wenn neue Hardware installiert wird oder die Einstellungen vorhandener Hardware geändert werden (Neukonfiguration). Zu Konflikten kommt es in der Regel, wenn zwei Geräte oder Hardwarekomponenten versuchen, denselben IRQ-Kanal für ihre IRQs zu verwenden. Es ist zwar möglich, dass mehrere Geräte denselben Kanal verwenden, aber in der Praxis wird dies normalerweise nicht gemacht. Wenn also gleichzeitig IRQs über denselben Kanal ankommen, führt dies zu einem Konflikt.
Ein Beispiel für einen IRQ-Fehler ist IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL. Dieser speicherbezogene Fehler tritt auf, wenn ein Systemprozess oder ein Gerätetreiber versucht, auf eine Speicheradresse zuzugreifen, aber keine gültigen Zugriffsrechte dafür besitzt. NOT_LESS_OR_EQUAL, manchmal auch einfach als IRQL bezeichnet, bezieht sich also auf den Versuch, auf eine Adresse zuzugreifen, die außerhalb eines festgelegten Grenzwerts (upper bound address) liegt. Dieser IRQ-Fehler kann aufgrund von beschädigten Systemdateien, inkompatiblen Gerätetreibern, fehlerhafter Hardware oder unvollständiger Softwareinstallation auftreten.
Wenn ein IRQL-Fehler auftritt, wird ein Betriebssystemstopp ausgelöst, der zum Absturz des Betriebssystems führt. Handelt es sich bei dem Betriebssystem um Windows, löst der Absturz einen „Blue Screen of Death“ aus. Dies ist der Fall, wenn Windows einen Stopp-Bildschirm mit einer Meldung wie der folgenden anzeigt: „Ihr PC ist auf ein Problem gestoßen und muss neu gestartet werden. Wir sammeln gerade einige Fehlerinformationen und starten dann für Sie neu. Der Benutzer sieht den Stoppbildschirm so lange, wie Windows die Fehlerdaten im Hintergrund sammelt. Sobald die Sammlungsphase beendet ist, wird der Computer standardmäßig neu gestartet.
Wenn ein IRQ-Fehler auftritt, friert der Computer normalerweise ein oder die Geräte funktionieren nicht mehr. Solche Fehler sind bei PnP-Geräten eine Seltenheit, da die IRQ-Kanäle nicht mehr manuell eingestellt werden müssen. Dadurch ist es unwahrscheinlich, dass mehrere Geräte versuchen, denselben IRQ-Kanal zu verwenden und einen Konflikt verursachen.
So können Sie die IRQ-Einstellungen anzeigen und ändern
Auf der Registerkarte Ressourcen in Windows werden der Speicherbereich und der IRQ, den das Gerät verwendet, aufgelistet.
In Windows sind die IRQ-Einstellungen normalerweise im Geräte-Manager sichtbar. Wenn Sie die Menüoption Ansicht auf Ressourcen nach Typ ändern, wird der Abschnitt IRQ angezeigt. Benutzer können auch die Systeminformationen verwenden. Führen Sie den Befehl msinfo32.exe im Dialogfeld Ausführen aus, und navigieren Sie zu Hardwareressourcen > IRQs.
Speicherbereich und IRQ eines Geräts
Die Registerkarte Ressourcen in Windows listet den Speicherbereich und den IRQ auf, den das Gerät verwendet.
Um die IRQ-Einstellungen zu ändern, gehen Sie ins BIOS oder öffnen Sie den Gerätemanager. Gehen Sie wie folgt vor, um die IRQ-Einstellungen mit dem Gerätemanager zu ändern:
Doppelklicken Sie auf ein Gerät, um dessen Eigenschaftenfenster zu öffnen.
Deaktivieren Sie auf der Registerkarte Ressourcen die Option Automatische Einstellungen verwenden.
Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü Einstellungen basierend auf die Hardwarekonfiguration aus, die geändert werden soll.
Wählen Sie IRQ aus dem Bereich Ressourceneinstellungen der Eigenschaften.
Bearbeiten Sie den IRQ-Wert über die Schaltfläche Einstellung ändern.
Bevor Sie Einstellungen ändern, denken Sie daran, dass Ihr Computer möglicherweise nicht richtig funktioniert, wenn der Benutzer Fehler macht. Notieren Sie sich immer die vorhandenen Einstellungen, bevor Sie etwas ändern, damit Sie sie wiederherstellen können, wenn etwas schief geht.
