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

* 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）