微型计算机原理与接口技术第6章 IO接口和总线第四版.ppt

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微型计算机原理与接口技术第6章 IO接口和总线第四版

* 第六章:I/O接口和总线——数据传送方式 中断传送方式 优点:系统的工作效率高,CPU、I/O设备可以并行工作,外设可以主动向CPU请求,能够得到CPU的及时响应。 缺点:每次传送数据,CPU都要做许多额外的工作,传送速度仍然不是很快。 适用场合:这种方式适用于一般工作速度不是很快的外设,特别是实时控制、检测场合。 * 第六章:I/O接口和总线——数据传送方式 DMA(Direct Memory Access)控制方式 中断控制的I/O虽然克服了查询方式I/O的缺点,能够快速响应I/O传送的请求,但是I/O设备的服务仍然是由软件实现,为完成一个字节(字)的数据传送,CPU必须执行很多额外的工作。当要求快速进行数据传送的场合,执行上述过程已无法满足系统实时性的要求。这时可以采用直接存储器存取,由DMA控制器实现外设←→存储器间的直接传送。 采用DMA方式传送数据时,需要一块专门的硬件电路(通常叫DMA控制器)对整个数据传送过程进行管理。这种控制器能给出访问内存所需要的地址信息,并能自动修改地址指针,也能设定和修改传送的字节数,还能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号。在DMA传送结束后,它能释放总线,把对总线的控制权又交还给CPU。因此采用DMA方式传输数据时,不需要进行保护和恢复断点及现场之类的额外操作,一旦进入DMA操作,就可直接在硬件的控制下快速完成一批数据的交换任务,数据传送的速度基本上取决于外设和存储器的存取速度。 * 第六章:I/O接口和总线——数据传送方式 DMA(Direct Memory Access)控制方式 * 第六章:I/O接口和总线 输入/输出接口功能 CPU和输入输出设备间的信号 接口部件的I/O端口和寻址方式 CPU和外设间的数据传送方式 总线概念 6.2 总 线 总线分类 局部总线、系统总线、外部总线 总线信号分类 数据总线、地址总线、控制总线 总线性能参数 总线时钟频率、总线宽度、总线传输速率 总线标准 机械结构规范、功能结构规范、电气规范 一、总线概念 公共线路 常见微机系统总线主要参数表 ISA系统总线 PC机问世以来,最先推出的系统总线是 PC XT总线,该总线是早期 PC XT机的系统总线,共有62根信号线,其中数据线有8位(简称8位总线),地址线有20位,还有若干控制信号线。80286问世之后,这种总线在内存寻址和数据位宽上不能适应286系统的要求,因此,一种新的16位系统总线PC AT总线(即ISA总线)应运而生,它是一种性能更好些的16位总线,直到现在还在使用。 (工控板) ISA(Industry Standard Architecture,工业标准体系结构)是IBM PC/AT(80286)机上首先使用,故又称为AT总线,后被国际标准化组织确定为国际标准ISA. 系 统 总 线 ISA总线 性能指标: ·I/O地址空间0100H~03FFH ·24位地址线可直接寻址的内存容量为16MB ·8/16位数据线 ·62+36引脚 ·最大位宽16位 ·最高时钟频率8MHZ ·最大稳态传输率16MB/S ·中断功能 ·DMA通道功能 ·开放式总线结构,允许多个CPU共享系统资源 ISA总线是在 PC XT总线的基础上扩充而成,是在原62线的基础上再增加36根信号线,以适应 80286系统的要求。其扩充插槽的引脚也从原来的 62个增加到98个。扩充插槽分两部分。 前62脚(分A列:Al~31,和B列:B1~B31),与PC XT总线插槽完全相同;36脚(分C列:C1~C18,和D列:D1~D18),为新增加的引脚,在两部分中间有一个横隔分开,适用于ISA总线插卡的插头也为 98芯,其中 62芯部分与36芯部分之间有一凹槽隔开。 ISA总线信号: 1、地址信号 A0~A19(I/O):20位系统地址总线,用于寻址系统内的存储器和I/O接口设备。在存储器和I/O端口读写等总线周期中,该地址总线由CPU驱动,寻址能力是1MB。 LA17~LA23(I/O):新增的地址线,其中的LA20~ LA23是高位地址线,寻址能力提高到16MB。 2、数据信号 D0~ D7(I/O),SD8~SD15(I/O):系统数据总线。原PC数据总线D0~D7为低8位,ISA总线又增加SD8~SD15高8位。 3、控制信号 (1) (I/O)、 (O):存储器读命令。 (2) (I/O)、 (O):存储器写命令。 (3) (I/O)、 (I/O):I/O读命令和I/O写命令。 (4) (I)、 (I):存储器16位片选信号和I/O16位片选信号。 (5)

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