常用典型输入输出接口
利用查询方式输入数据之前,CPU要查 询输入数据是否准备好;利用查询方式输 出数据之前,CPU要查询输出设备是否空 闲。只有确认外设已经具备了传送条件后, 才能用IN和OUT指令完成数据传送。
❖ 中断控制传送方式
❖ 中断控制的输入和输出方式,也成中断 传送方式。
❖ 当外设的输入数据准备好或接受数据的 锁存器空时,变主动项CPU发出中断请求, 使CPU中断原来执行的程序(主程序), 转去执行为外设服务的输入或输出操作, 服务完毕CPU再继续执行原来的程序。
8237A内部寄存器口地址 DMA+00H DMA+01H DMA+02H DMA+03H DMA+04H DMA+05H DMA+06H DMA+07H DMA+08H DMA+09H DMA+0AH DMA+0BH DMA+0CH DMA+0DH DMA+0EH DMA+0FH
DMAC1 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 00A 00B 00C 00D 00E 00F
❖ 把外围设备同微型计算机连接起来的 电路称为外设接口电路,简称外设接口。
8.1 输入/输出及其接口
❖ 8.1.1 I/O信息的组成 ❖ 1. 数据信息 ❖ 数据信息可分为数字量、模拟量和开关量。 ❖ 2. 状态信息 ❖ 状态信息是CPU与外设之间交换数据时的
联络信息。
❖ 3. 控制信息
❖ 控制信息用来设置I/O外设(包括I/O接口) 的工作模式、命令字等有关信息。如“启 动”,“停止”信息。
❖ DMA传送包括:RAM→I/O端口的 DMA读传送;I/O端口→RAM 的DMA写 传送;RAM→RAM的存储单元传送。
❖ 8.3.2 DMA传送过程
❖ 1. 单字节传送方式
❖
每 次 DMA 传 送 只 传 送 一 个 字 节 的 数
据,传送后释放总线由CPU控制总线至少
一个完整的总线周期。然后测试DMA请求
❖ 请求传送方式又称查询传送方式。该方 式的传送类似于成组传送方式,但每传送 一个字节后,DMAC就检测DREQ,若无 效,则挂起;若有效,继续DMA传送,直 到一组信息传送结束由外加信号强制 DMAC中止操作。
❖ DMA具有下列特点: ❖ ①主存既可被CPU访问,又可被外设直接
访问。
❖ ②数据块传送时,主存地址的确定,传送 数据的计数控制等都用硬件电路直接实现。
第8章 输入/输出接口
❖ 8.1 输入/输出及其接口 ❖ 8.2 数据传送方式 ❖ 8.3 DMA控制器 ❖ 8.4 并行输入/输出接口 ❖ 8.5 串行输入输出接口 ❖ 本章小结
❖ 输入/输出设备是计算机系统的重要组 成部分,计算机通过它们与外设进行数据 交换。
❖ 在微机系统中,各种输入/输出设备通 过输入/输出接口与系统相连,并在接口的 支持下实现各种方式的数据传送。
❖ ③主存中要开设专用缓冲区,及时供给和 接收外设的数据。
❖ ④DMA传送速度快,可使CPU和外设并 行工作,提高了系统的效率。
❖ ⑤DMA在开始前和结束后要通过程序和 中断方式进行预处理。
❖ 8.3.3 8237A控制器
❖ 8.3.4 8237A的应用
表8-6 PC/AT DMAC寄存器I/O端口地址
❖
❖ 7. 可编程序。
❖ 对一些通用的、功能齐全的接口电路, 应该具有可编程序的能力。
❖ 8.1.3 I/O端口寻址方式
❖ CPU对外设的访问实质上是对外设接 口电路中相应端口的访问。I/O端口的寻址 方式有两种,即I/O指令寻址和存储器映象 I/O寻址。
❖ 1. I/O指令寻址 ❖ 2. 存储器映象的I/O端口寻址
❖ 4. 进行译码选址。 ❖ 在具有多台外设的系统中,外设接
口必须具有提供地址译码以及确定设备 码的功能。
❖
❖ 5. 实现电平转换。
❖ 为使微型计算机同外设匹配,接口电路 必须具有电平转换和驱动功能。
❖ 6. 具备时序控制。 ❖ 有的接口电路具有自己的时钟发生器,
以满足微型计算机和各种外设在时序方面 的要求。
DMAC2 0C0 0C2 0C4 0C6 0C8 0CA 0CC 0CE 0D0 0D2 0D4 0D6 0D8 0DA 0DC 0DE
内部寄存器名称 CH0基地址寄存器和当前地址寄存器 CH0基本字节寄存器和当前字节寄存器 CH1基地址寄存器和当前地址寄存器 CH1基本字节寄存器和当前字节寄存器 CH2基地址寄存器和当前地址寄存器 CH3基本字节寄存器和当前字节寄存器 CH3基地址寄存器和当前地址寄存器 CH3基本字节寄存器和当前字节寄存器 状态寄存器/控制寄存器 请求寄存器 屏蔽寄存器 方式寄存器 先/后触发器 暂存器/复位命令 清屏蔽寄存器 多通道屏蔽寄存器
❖ 8.2.2 DMA传送方式
❖ DMA方式的数据交换是由硬件来实现。 ❖ 数据交换过程由DMA控制器来控制,
CPU不介入。
8.3 DMA控制器
❖ 8.3.1 DMA控制器的基本概念
❖ 直 接 存 储 器 存 取 DMA(direct memory access)方式用硬件实现存储器与存储器之间 或存储器与I/O设备之间直接进行高速数据传 送,不需要CPU的干预。
8.2 数据传送方式
❖ 8.2.1 程序控制传送方式
❖
❖ 程序控制数据传送方式分为无条件传 送、查询传送和中断传送。这类传送方式 的特点是以CPU为中心,数据传送由CPU 控制,通过预先编制好的输入或输出程序 实现数据的传送。
❖ 1. 无条件传送方式
❖ 无条件传送方式是假设输入接口数据 已经准备好,或者输出设备是空闲的,此 时CPU无需查询状态,直接用IN和OUT指 令完成与接口之间的数据传送。
❖ 8.1.2 外设接口的作用
❖ 外设接口电路应具有如下功能:
❖ 1. 转换信息格式。 ❖ 如串—并转换、并—串转换、配备校验
位等。
❖
❖ 2. 提供联络信号,协调数据传送的 状态信息。
❖ 如设备“就绪”、“忙”,数据 缓冲器“满”、“空”等信号。
❖ 3. 协调定时差异。
❖ 为协调微机与外设在定时或数据处理 速度上的差异,使两者之间的数据交换取 得同步,有必要对传输的数据或地址加以 缓冲或锁存。
线DREQ,若有效,再进入DMA周期。
❖ 2. 成组传送方式
❖ 一个DMA请求可以传送一组信息。在 DMAC初始化时,由编程决定这一组信息 的字节数,只要在DACK有效之前DREQ 保持有效即可。一旦DACK有效,不管 DREQ是否有效,DMAC一直不放弃总线 控制权,直到整个数组传送完。
❖ 3. 请求传送方式