输入输出系统--外设与CPU之间的通信

1.概述

　　设备编址方式：统一编址或独立编址

　　设备选址有设备选择电路

　　联络方式，异步或立即响应

2.外部设备：许多输入输出设备键盘，显示器等。

3.IO接口

为什么存在IO接口？

1. 实现设备的选择
2. 实现数据缓冲达到速度匹配
3. 传送控制命令
4. 反应设备状态（忙，就绪，中断请求）

接口应该实质上就是在设备中的一些寄存器。

 

 

 

 

三种外设和CPU的通信方式：

1.程序查询方式：类似于轮询--》挨个问下外设，你准备好了没哦？帅哥，没准备好我就走了，准备好了咱们就嘿嘿嘿（数据传送）。

2.程序中断方式：

　　CPU在执行完一条指令后都会发出中断查询信号。

　　配置中断请求触发器，排队器，中断向量形成地址。中断向量（本质上就是一个地址，中断程序开始执行的地址）。

下图作简介：

　　

中断程序的服务流程：

• 保护现场：保护现场呢，就是要将程序的寄存器内容这些放起来，毕竟中断完回来还要用，也是著名的定义“上下文”
• 中断服务：根据中断向量地址，找到对应的中断服务程序。
• 恢复现场
• 返回

说一下单重中断和多重中断：多重中断：在中断的时候允许中断。

注意下图开关中断的时期。

 

3.DMA方式（直接存储器访问）

想一下在之前的数据传送是不是外设的数据都要先放进CPU然后再送入内存，是不是有点绕弯子的感觉。那么就直接搞条路IO到内存--DMA（direct memory access）。

 

DMA与主存交换数据的方式：

　　　　1.停止CPU的访存：DMA一工作，CPU处于不工作状态或保持状态，未充分发挥CPU对主存的利用率；

　　　　2.周期窃取：DMA访存的时间在CPU的间隙中窃取，若CPU和DMA同时访存，DMA优先。

　　　　3.交替访存：不需要申请建立和归还总线的使用权；

 

DMA接口：组成，功能，工作方式。

 

DMA接口与系统的连接方式；

　　　　1.具有公共请求线的DMA请求，一条公共线连接至CPU；

　　　　2.独立的CPU请求；

DMA接口的类型：

　　　　1.选择型：一个接口多个设备

　　　　2.多路型：子通道也是小型接口

 

 

　　--IO系统的自治能力越来越强。