03接口的工作方式.pptVIP

第三章 接口工作方式 史 先 俊 计算机硬件基础教研室 要点 接口的两面性 接口与外设的数据传送方式 接口与CPU间的数据传送方式 数据口 控制口 状态口 AB DB CB CPU I/O 接口 I/O 设备 数据 控制 状态 CPU与外设通过I/O接口通信示意图 一、接口的两面性 一个输入／输出过程可分为 CPU?I／O接口和 I／O接口?外部设备 两个传输阶段 IO接口中的端口按照接口设计的需要可分为数据口、状态口、控制口三类，某个接口可具备其中的1或多类端口 ，任一类端口也可以是0-N个 接口与CPU间是内总线（各类主板上总线），接口与外设间是外总线（设备总线） 接口一般并不是直接挂在CPU上，而是挂在主板上的各类总线上。各类总线是靠相应的接口芯片与cpu或更高级别的总线进行通讯的。但平时为叙述方便讲时依然如3说 如在8086/286系列微型机中，各类接口芯片都挂在系统总线上（是由8288总线控制器、8282/3地址锁存器、8286数据缓冲器等一起生成的）。 所有端口的访问是靠CPU的地址总线进行外译码选中接口芯片本身，并在接口芯片内通过内译码进行选择控制的。 所有端口和CPU间通过数据总线进行数据传输（并行通讯），并通过控制总线所确定的读或写总线周期来完成的。 接口与外设间的通讯根据外设本身的特点，可设置数据、状态或控制信号线。每类信号线可0-n根。一般串行通讯时较少， 并行通讯时较多。并行接口和串行接口的划分是以外总线的数据信号线串行或并行划分的。 二、 IO接口与外设的数据传送方式 1.无条件传送方式 外部设备始终是准备好的，能随时接收或提供数据。 例子：发光二极管、LED显示、开关量等 接口要求：寻址功能、缓冲功能。 第一章已讲过此类例子：244、240等 2.同步传送方式 接口以某一确定的时钟速率和外设交换数据。是一种速度较高的数据传送方式 对外设要求：它适用于中等以上数据传送速率和按规则间隔工作的外部设备 对接口要求：确定数据传送的起始与停止，通常采用的是使用专门信息或作出某些规定。需要额外的时钟和同步控制硬件的支持。 举例：对磁盘信息的读写，计算机外部的同步通信。以后要讲到的DMA方式、8251同步串行通讯等都采用此方式。 3.应答方式 又称握手(Hand shake)方式 ，或握手联络方式等。 对外设要求：握手信号线 对接口要求：握手信号线，相应的状态及控制端口，当然还有数据端口。有时还有与CPU间的中断请求/应答信号。 举例：打印机接口就是采用应答方式实现与打印机的通讯。8255A方式1和2。 “Ready” “Strobe” I/O 接 口 I/O 设 备 CPU 并行接口 输入过程 握手信号线：ready和strobe Ready有效时，外设将数据通过数据线送到I/O接口，同时通过握手线Strobe送“数据选通”信号（脉冲信号，有个跳变、上升沿/下降沿，不需要维持多长时间），接口给出Ready无效信号。 CPU检查接口是否 “数据准备好”。(中断或查询等) 若 “数据准备好” ，则CPU 读数据。IOR_信号有效 接口把“Ready”有效送往外设。告诉外设上一个数据已取走，可再送下一个数据。（IOR_使Ready有效） 输出过程：打印机接口 握手联络信号线STROBE_/状态线BUSY（ACK_也可） STROBE BUSY ACK SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验 同步串行通讯采用同步字符 异步串行采用起始位、停止位方式 串行接口 二、 CPU与IO接口间数据传送方式 1.无条件传送方式 简单IO方式。对应接口与外设间的无条件传送方式 对外设要求：随时都能读、写数据 对接口要求： 输入接口：三态缓冲器 输出接口：输出锁存器 第一章已举例详细讲解 无条件方式的缺点：外设和接口大都不是总准备好的，速度也远低于CPU和接口。导致数据的可靠性、可用性极低。 定义：在数据传送之前，对目标设备的状态进行查询，确知外设已做好了传送数据的准备时再进行数据传送，否则，CPU等待并持续不断地查询，一旦外设准备好，则立即进行读或写操作，这种方式称为查询传送方式。 对外设要求：提供状态信息 对接口要求：状态端口 2.查询传送方式 测试I/O设备状态 准备就绪？ 启动 执行数据传送 I/O设备暂停 结束 N Y 例如：输入程序 TEST:IN AL ,2: 将二号端口内容送于AL . AND AL,0010H; 为析取第四位而屏蔽其余各位. JZ TEST; 若忙,则转向TEST,循环测试. IN AL, 1; 1号端口数据输入至累加器A; 外 设 74273