《微机原理教学课件》第五章.pptVIP

CPU 总 线 存储器 外设 程序控制的数据输入/输出 DMA DMA与程序控制数据传送路径比较 DMA与程序控制数据传送路径的比较 1.DMA传送的工作原理 DMA传送原理图 DMA工作流程 （1）能向CPU 发出DMARQ 请求信号。 （2）CPU 响应后，接管对总线的控制，进入 DMA方式。 （3）能发出地址信息，并对I/O端口或存储器寻址 （4）发出读、写控制信号。 （5）决定数据传送的地址和数据传送的长度。 （6）判断DMA 操作的结束，撤消总线请求信号，使CPU 恢复正常工作。 2.DMA 控制器的基本功能 3. DMA操作方式 （1）单字节方式 DMA控制器操作每次均只传送一个字节。 （2）字组方式 也叫请求方式或查询方式。这种方式以有DMA请求为前提，能够连续传送一批数据。 （3）字组方式 连续操作方式是指在数据块传送的整个过程中，不管DMA请求是否撤消，DMA控制器始终控制着总线。除非传送结束或检索到“匹配字节”，才把总线控制权交回CPU。 特点 从DMA操作角度来看，以连续方式最快，字组方式次之，单字节方式最慢。 从CPU的使用效率来看，则正好相反，以单字节方式最好，连续方式最差，字组方式居中。 5.3 中断技术 5.3.1中断的基本概念 所谓中断，是指这样一个过程：当CPU正在执行程序过程中，由于某一突然事件的发生，暂时中止正在执行的程序，转去处理突然发生的事件（执行中断服务程序），处理完毕，再返回原来被中止的程序继续运行。 1、中断 采用中断传送方式时,外设处于主动地位,无需CPU花费大量时间去查询外设的工作状态。与程序方式相比，大大提高了CPU的效率。 中断申请 主程序 中断服务程序 返回 断点 日常生活中类似“中断” 的例子： 例1：门铃响时，放下手中正在做的事情，跑去开门，招待客人；客人走后，接着做原来的事情。 例2：教师讲课过程中，同学遇有疑问，不同理解之处，随时向老师提问。 问题：请同学们列举类似“中断”的例子。 应用中断技术的优点 1） 实现CPU 与外设的并行工作，提高了 CPU 的效率。 2）实现实时处理。 3）实现故障处理。 2、中断源 引起中断的原因，产生中断请求的来源。 通常有以下几种： 1） 一般的I/O 设备，如键盘、打印机等。 2）实时时钟。 3） 故障源。 4）软件中断源中断(例如设置断点，单步运行等) 3、中断优先权与中断嵌套 判断和确定中断源的中断优先权，可以采用软件和硬件两种方法。 当系统中有多个中断源存在时，若有几个中断源同时提出申请，CPU先响应谁？ 当CPU正响应某一中断过程中，又有另外的中断源提出中断请求，CPU是否响应？ 为此提出了中断优先权的概念。 中断优先权有两重含义： ①多个中断源同时申请中断时，按中断优先权排队进行中断响应处理。 ②高一级的中断可以中断较低级的中断服务程序，也就是可以进行中断嵌套。 ? 采用软件查询方式的特点： ? 询问的次序，即为优先权的次序。 ? 硬件简单。 ? 由查询转至相应的服务程序的时间长，尤其在中断源较多的情况。 判断和确定中断源的中断优先权，可以采用软件和硬件两种方法。 采用软件查询的接口电路 软件查询方式的优先级 优先级排队硬件实现方式最常用的是可编程，中断 控制器、编码电路、链式电路，链式电路两种举例： 链式优先级排队电路 4、8086CPU 响应外部中断的过程 完成中断一般需经过以下五个过程： 1）中断请求。 外部中断源的中断请求信号有效加载至CPU中断信号输入端，或内部中断源执行中断请求操作。 2）中断判优。 当有两个或两个以上中断源同时发出中断请求，根据中断优先权，找出最高级别的中断源，首先响应其中断请求 当CPU正在执行中断服务程序时，则要判断是否允许中断嵌套。 4、8086CPU 响应外部中断的过程 完成中断一般需经过以下五个过程： 1）中断请求。 外部中断源的中断请求信号有效加载至CPU中断信号输入端，或内部中断源执行中断请求操作。 2）中断判优。 当有两个或两个以上中断源同时发出中断请求，根据中断优先权，找出最高级别的中断源，首先响应其中断请求 当CPU正在执行中断服务程序时，则要判断是否允许中断嵌套。 4、8086CPU 响应外部中断的过程 3）中断响应。 CPU接收中断请求并执行中断处理程序称为响应中断。CPU响应中断的基本前提是执行完当前指令。CPU对非屏蔽中断源的中断请求则必须响应，对可屏蔽中断源在CPU允许中断