宁波大学科学技术学院：《计算机组成原理与结构》第八章 输入输出系统

牢科学技术学院 第八章輪入輪出糸统 心基本概念 ◆程序查询方式 ◆程序中断方式 ☆DMA方式 ◆通道方式 ◆通用IO标准接口 2021年2月20日1时6分

2021年2月20日1时6分 第八章 输入输出系统 ❖基本概念 ❖程序查询方式 ❖程序中断方式 ❖DMA方式 ❖通道方式 ❖通用I/O标准接口

牢科学技术学院 基本概念—输入输出系统的功能 输入输出系统的功能 为了得到高效可靠的数据传输,选择输入输 出设备。 在选定的输入输出设备和cPU之间进行数据 交换。 2021年2月20日1时6分 2

2021年2月20日1时6分 2 2021年2月20日1时6分 基本概念——输入输出系统的功能 • 输入输出系统的功能： – 为了得到高效可靠的数据传输，选择输入输 出设备。 – 在选定的输入输出设备和CPU之间进行数据 交换

牢科学技术学院 输入输出设备和CPU交换数据的过程: 输入过程: CPU把一个地址值放在地址总线上,这一步将选 择一个输入设备 cPU等候输入设备的数据成为有效 ·CPU从数据总线上读入数据,并放在一个相应的 寄存器中 输出过程: CPU把一个地址值放在地址总线上,这一步将选 择一个输出设备 ·CPU把数据放在数据总线上 输出设备认为数据有效,从而把数据取走。 2021年2月20日1时6分

2021年2月20日1时6分 3 2021年2月20日1时6分 • 输入输出设备和CPU交换数据的过程： – 输入过程： • CPU把一个地址值放在地址总线上，这一步将选 择一个输入设备 • CPU等候输入设备的数据成为有效 • CPU从数据总线上读入数据，并放在一个相应的 寄存器中 – 输出过程： • CPU把一个地址值放在地址总线上，这一步将选 择一个输出设备 • CPU把数据放在数据总线上 • 输出设备认为数据有效，从而把数据取走

牢科学技术学院 基本概念—cPU和外围设备的定时 CPU和外围设备的定时,分为三种情况 慢速外围设备 中速外围设备 高速外围设备 2021年2月20日1时6分 4

2021年2月20日1时6分 4 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备的定时 • CPU和外围设备的定时，分为三种情况： – 慢速外围设备 – 中速外围设备 – 高速外围设备

牢科学技术学院 基本概念—cPU和外围设备的定时 速度极慢或简单的外围设备:对于这类设 备CPU总是能足够快地作出响应,也可 以说,cPU认为输入的数据一直有效, 在这种情况下,CPU只要接受和发送数 据就可以了 常用的有:机械开关,显示二极管等。 开关-CPU认为输入数据一直有效; 显示二极管--输出一定准备就绪。 2021年2月20日1时6分

2021年2月20日1时6分 5 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备的定时 • 速度极慢或简单的外围设备：对于这类设 备CPU总是能足够快地作出响应，也可 以说，CPU认为输入的数据一直有效， 在这种情况下，CPU只要接受和发送数 据就可以了。 • 常用的有：机械开关，显示二极管等。 开关------CPU认为输入数据一直有效; 显示二极管------输出一定准备就绪

牢科学技术学院 基本概念—cPU和外围设备的定时 慢速或中速的外围设备:CPU与这类设备 之间的数据交换通常采用异步定时方式。 在这种情况下,CPU和外设之间用问答信 号进行定时的方式叫做应答式数据交换。 采用异步定时方式 工作(忙) 设备状态: 结束 有启动 等动 就绪 暫停 等待 2021年2月20日1时6分 6

2021年2月20日1时6分 6 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备的定时 • 慢速或中速的外围设备：CPU与这类设备 之间的数据交换通常采用异步定时方式。 • 在这种情况下，CPU和外设之间用问答信 号进行定时的方式叫做应答式数据交换。 采用异步定时方式 设备状态: 工作(忙) 就绪 等待 结束 再启动 等待 启动 暫停

牢科学技术学院 匚启动 cPU接收外设 就绪? 一批数据字的过程: 传送一个字 CPU发响应信号 复位就绪 传送完? Y 结 2021年2月20日1时6分

2021年2月20日1时6分 7 2021年2月20日1时6分 启动 就绪? 传送一个字 传送完? CPU发响应信号 复位就绪 结束 N N Y Y CPU接收外设 一批数据字的过程:

牢科学技术学院 基本概念—cP和外围设备的定时 ·高速外围设备:CPU和这类设备之间通 常采用同步定时方式,一旦CPU和外设 发生同步,他们之间的数据交换用时钟 控制来进行 1)同步定时方式 cPU以等间隔的速率执行I/O指令。 靠时钟脉冲控制进行。 2)DMA方式 2021年2月20日1时6分 8

2021年2月20日1时6分 8 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备的定时 • 高速外围设备：CPU和这类设备之间通 常采用同步定时方式，一旦CPU和外设 发生同步，他们之间的数据交换用时钟 控制来进行。 1)同步定时方式 CPU以等间隔的速率执行I/O指令。 靠时钟脉冲控制进行。 2)DMA方式

牢科学技术学院 基本概念—m和外围设备之间信息交换的方式 ·CPU和外设之间信息交换的方式: 程序查询方式 程序中断方式 直接内存访问(DMA)方式 通道方式 外围处理机方式 2021年2月20日1时6分 9

2021年2月20日1时6分 9 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备之间信息交换的方式 • CPU和外设之间信息交换的方式： –程序查询方式 –程序中断方式 –直接内存访问（DMA）方式 –通道方式 –外围处理机方式

牢科学技术学院 基本概念 ℃PU和外阌设备之间信息交换的方式 I/O控制方式 主要由程序实现 主要由附加硬件实现 程序 程序 PPU方式 查询方式 中断方式 DMA方式 通道方式 2021年2月20日1时6分

2021年2月20日1时6分 10 2021年2月20日1时6分 基本概念——CPU和外围设备之间信息交换的方式 I/O控制方式 主要由程序实现 主要由附加硬件实现 程序 查询方式 程序 中断方式 DMA方式 通道方式 PPU方式