[工学]计原 输入输出.pptVIP

10.1 输入输出系统概述 中断过程实质上是一种程序切换过程，与转子过程有些类似，其主要区别是转子是程序页事先安排好的，而中断请求则是随机发生的 。 中断请求寄存器：存放IR0-IR7中断请求信号，哪位有请求，哪位置1。 中断状态寄存器：存放正在被服务的中断级。 中断屏蔽寄存器：对中断信号起屏蔽作用。哪一级中断被屏蔽，哪位置1。 优先级判断器：将产生的中断请求优先级与“正在服务的中断”进行比较。确定是否让这个中断请求送给处理器。 读写控制逻辑：决定数据的传送方向和内部寄存器。 级联缓冲器/比较器：用于多片级联及数据缓冲方式。 8259中为每个中断请求设置一个中断类型码（8位） 10.3.4 软盘接口逻辑电路举例 DMA控制器：Intel 8257, Intel 82285 8257DMA控制器含有4个独立通道。 （CH0—CH3) 每个通道有： 16位地址寄存器：存放主存首地址 16位字节计数器：存放传送字节数 工作方式和状态寄存器 在DMA传送前，CPU必须对8257 初始化。 10.4 通道控制方式和外围处理机方式 在小型、微型计算机中采用中断和DMA方式进行I/O处理是有效的。 在大型、中型计算机中，外设多数据传送频繁，采用DMA存在如下问题： （1）每个外设都配DMA，会提高成本，为解决访问主存冲突，会使控制复杂化。 （2）CPU为众多DMA初始化必然占用CPU时间，频繁的周期挪用会降低CPU效率。 为解决上述问题，大型、中型计算机中采用I/O通道方式进行数据交换。 10.4.1　I/O通道的种类 I/O通道是一种能执行有限通道命令的I/O处理机。可代替CPU独立管理控制外设。 采用通道方式的I/O系统，多采用主机－通道－设备控制器－I/O设备四级连接方式。 通道应具有以下功能： １.选择外设，并进行初始化。 ２.指出外设读写信息的位置及主存地址。 ３.控制数据交换，并完成数据字的分拆与装配。 ４.指定传送结束时的操作，并检查外设状态。 DMA与通道的区别：DMA完全借助硬件传送数据，通道通过一组通道命令与硬件一起完成数据传送。 通道分类：动画\8.19.swf 通道分类： 1.字节多路通道（multiplexor channel) 一种简单的共享通道，外设分时占用通道，用于低、中速面向字符的设备。 字节多路通道包括多个子通道，服务于一个设备控制器。每个子通道都有字符缓冲寄存器，I/O请求标志/控制寄存器，主存地址寄存器和字节计数器。 2.选择通道 一次只有一台外设占用通道，与主存交换完数据后再为另一台服务。数据传送成组（数据块）进行，传送速率高，适合快速设备（磁盘）。 3.数组多路通道 数组多路通道具有上述两种方式的特点，既可以执行多路通道程序，所有子通道分时共享总通道；又可以用选择通道的方式传送数据。 具有多路并行操作能力，数据传送速率高，缺点是控制复杂。 10.4.2 通道型I/O处理机和外围处理机 Input/Output Processor (IOP) IOP不是独立的计算机，可以和CPU并行工作，提供高速的DMA处理能力，有的还具有数据变换、有哪些信誉好的足球投注网站和字装配/分拆能力。 Intel 8089 就是通道型IOP，主要承担I/O处理、控制和实现高速数据传送任务。 Peripheral Processing Unit(PPU) 外围处理机基本上独立于CPU工作，结构上更接近于一般的处理机，或者就选用已有处理机。 10.5 总线结构 计算机系统大多采用模块结构，各模块之间传送信息的通路称为总线。 总线标准： 正式标准：由IEEE等国际组织正式确定、承认。 工业标准：首先由某一厂家提出，得到其他厂家广泛使用。 总线种类： 内总线（系统总线）：连接内部各模块的总线，常用的有ISA、EISA、STD、PCI总线等。 外总线（通信总线）：系统之间或系统与外设之间的连线。常用的有EIA-RS232, IEEE-488 右图为总线物理结构示意图 背板上有若干插槽， 用来插入各个模块 一 总线类型 系统角度分 1. 单总线 所有模块都连接到单一总线上。 2. 多总线 系统总线与I/O总线分开，形成双总线结构。 也可组成三总线结构，在系统总线和扩展总线之间增加一条高速总线，将图形、视频、网络等连到高速总线上。 二 总线标准 三 总线组成 四 总线的操作过程 五 并行口与串行口 主存 CPU 通道 设备 控制器 外部 设备 标准接口 通道方式连接框图 总线控制 与裁决 I/O总线 装配/拆卸 指令预取单元 I/O通道1 I/O通道2 I/O控制 任务指针 寄存器组 DMA请求 DMA终止 DMA请求 DMA终止 I/O控制 任务指针 寄存器组 IOP的CPU 公共控制 单元 CCU ALU 状态 地址 数据 8