IO控制.pptVIP

I/O 传输方式 程序查询方式 中断方式 直接内存方式 (DMA) 通道方式 外围处理机(PPU) （1）程序查询方式  　这种方式下，CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态，如果外设准备就绪，则进行数据的输入或输出，否则CPU等待，循环查询。  这种方式的优点是结构简单，只需要少量的硬件电路即可，缺点是由于CPU的速度远远高于外设，因此通常处于等待状态，工作效率很低 中断方式 在这种方式下，CPU不再被动等待，而是可以执行其他程序，一旦外设为数据交换准备就绪，可以向CPU提出服务请求，CPU如果响应该请求，便暂时停止当前程序的执行，转去执行与该请求对应的服务程序，完成后，再继续执行原来被中断的程序。  　　中断处理方式的优点是显而易见的，它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间，提高了CPU的工作效率，还满足了外设的实时要求。但需要为每个I／O设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程序，此外还需要一个中断控制器（I／O接口芯片）管理I／O设备提出的中断请求，例如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。  　　此外，中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断，启动中断控制器，还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行，花费的工作量很大，这样如果需要大量数据交换，系统的性能会很低。  直接内存方式 (DMA) 　　DMA最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门的控制器来控制内存与外设之间的数据交流，无须CPU介入，大大提高CPU的工作效率。 　　在进行DMA数据传送之前，DMA控制器会向CPU申请总线控制 权，CPU如果允许，则将控制权交出，因此，在数据交换时，总线控制权由DMA控制器掌握，在传输结束后，DMA控制器将总线控制权交还给CPU。 通道方式 通道的出现则进一步提高了CPU的效率。CPU将部分权力下放给通道。通道是一个具有特殊功能的处理器，某些应用中称为输入输出处理器(IOP)，它可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送 。 通道方式大大提高了CPU的工作效率然而这种提高CPU效率的办法是以花费更多硬件为代价的。 外围处理机(PPU) 外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展。由于PPU基本上独立于主机工作，它的结构更接近一般处理机，甚至就是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台PPU，分别承担I/O控制、通信、维护诊断等任务 DMA方式与中断方式传送数据相比较有以下的特点 ：  (1)中断方式下, CPU需要执行多条指令，占用一定的时间；而DMA传送1个字节只占用CPU的1个总线周期，占用CPU的时间少。  (2)DMA的响应速度比中断快。I／O设备发出中断请求后，CPU要执行完当前指令后才给予响应，而DMA请求是在总线周期执行完后即可响应。  (3)对于快速的I／O设备，中断方式，其传输速度已无法满足要求。必须采用DMA方式来完成快速I／O设备的数据传送的操作。 * * C