IO 系统
概述
外部设备大致分为三类
人机交互设备。键盘、鼠标、打印机等
计算机信息存储设备。磁盘、光盘、磁带等
机 — 机 通信设备。调制解调器等
输入输出系统按以下阶段进行发展:
早期 CPU 和 IO 设备串行工作,通过程序查询方式进行 IO 访问
而后 CPU 与 IO 设备通过中断方式或者 DMA 方式并行工作
CPU 中加入通道结构
具有 IO 处理机的阶段
IO 设备与主机信息传送的控制方式
程序查询方式
程序查询方式最大的弊端在于在 IO 设备准备数据的阶段,CPU 在原地踏步等待,不断查询 IO 设备是否准备好数据
程序流程:
程序中断方式
在程序中断方式中配置由中断请求触发器和中断屏蔽触发器。当中断屏蔽触发器 MASK 被置为1的时候,表示中断被屏蔽,所有可屏蔽中断将被屏蔽掉。当中断请求触发器,INTR 被置为1的时候,说明CPU接收到了中断请求。
CPU会在指令周期结束之后检查是否发生了中断 |
程序中断方式中,CPU 不存在踏步等待的情况
DMA 方式
主存和 IO 之间有一条直接的数据通道,不中断现行程序。 DMA 方式周期窃取窃取的是存储周期
DMA 接口功能:
向CPU申请DMA传送
处理总线控制权的转交
管理系统总线、控制数据传送
确定数据传送的首地址和长度、修正传送过程中的数据地址和长度
DMA传送结束时,给出操作完成信号
后处理的工作:
校验送入主存的数是否正确
是否继续用DMA
测试传送过程是否正确,错则转诊断程序由中断服务程序完成
DMA接口与系统的连接方式
中断方式 | DMA 方式 | |
数据传送 | 程序 | 硬件 |
响应时间 | 指令执行结束 | 存取周期结束 |
处理异常情况 | 能 | 不能 |
中断请求 | 传送数据 | 后处理 |
优先级 | 低 | 高 |
从程序查询方式到 DMA 方式,IO 系统的自治能力越来越强
IO 接口的基本组成
接口的类型: