5IO系统-3直接程序传送

程序查询方式——无条件传送 程序查询方式——无条件传送
——
系 统 总 线
IOW IOR
译码 设 备 /
程序查询方式——条件传送 程序查询方式——条件传送
查询传送方式 查询外设的状态信息 – 输入 输入——数据已准备好 数据已准备好 – 输出 输出——接收装置已准备好 接收装置已准备好 状态端口、 状态端口、数据端口
(4)通道方式 (4)通道方式 DMA方式的出现已经减轻了 方式的出现已经减轻了CPU对I/O操作的控制，使得 操作的控制， 方式的出现已经减轻了 对 操作的控制 CPU的效率有显著的提高，而通道的出现则进一步提高了 的效率有显著的提高， 的效率有显著的提高 而通道的出现则进一步提高了CPU 的效率。这是因为， 将部分权力下放给通道。 的效率。这是因为，CPU将部分权力下放给通道。 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 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 输出处理器 ， 备与内存之间的数据传送。 备与内存之间的数据传送。 这种提高CPU效率的办法是以花费更多硬件为代价的。 效率的办法是以花费更多硬件为代价的。 这种提高 效率的办法是以花费更多硬件为代价的 (5)外围处理机方式 (5)外围处理机方式 外围处理机方式 外围处理机(PPU)方式是通道方式的进一步发展。由于 方式是通道方式的进一步发展。 外围处理机 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， 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 是微小型计算机。在一些系统中，设置了多台 ， I/O控制、通信、维护诊断等任务。 控制、 控制 通信、维护诊断等任务。 从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。 从某种意义上说，这种系统已变成分布式的多机系统。
程序查询方式程序查询方式无条件传送无条件传送外设总是准备好输出已准备好接收只有数据没有状态同步方式不需要过多的程序处理在需要与外设交换信息时随时访问io端口程序查询方式程序查询方式无条件传送无条件传送译码命令状态寄存器数据缓冲寄存器地址iowior程序查询方式接口框图程序查询方式程序查询方式条件传送条件传送状态端口数据端口条件传送输入当输入装置的数据准备好发出一个选通信号一方面把数据送入锁存器同时使d触发器置1即置ready信号为真并将此信号送至状态口的输入端
条件传送---输入 条件传送 输入
查询式输入的接口电路工作原理: 当输入装置的数据准备好，发出一个 选通信号，一方面把数据送入锁存器，同 时使D触发器置“1”，即置READY信号为 真，并将此信号送至状态口的输入端。锁 存器输出端连接数据口的输入端，数据口 的输出端接系统数据总线。
条件传送--条件传送---输出 ---输出
第三节 程序直接传送方式与接口
1.外设的寻址方式 外设的寻址方式
(1)统一编址法 统一编址法 存储器映像的外设寻址: 存储器映像的外设寻址 将接口中的控制寄存器、数据寄存器、 将接口中的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器和内 存单元一样看待,可以利用访存指令进行输入输出操作 存单元一样看待 可以利用访存指令进行输入输出操作 (2)单独编址法 (2)单独编址法 接口与存储器采用不同的两个地址空间 访问存储器和访问外围设备采用不同的指令
各种方法比较： (6) 各种方法比较： • 程序查询方式和程序中断方式适用于数据传输率比较低的 外围设备PU方式适用于数据传输率比较 方式、 方式 方式适用于数据传输率比较 高的设备。 高的设备。
目前，单片机和微型机中多采用程序查询方式、 目前，单片机和微型机中多采用程序查询方式、程序中断 方式和DMA方式。通道方式和 方式。 方式大都用在中、 方式和 方式 通道方式和PPU方式大都用在中、大型计 方式大都用在中 算机中。 算机中。
特点： 特点： 控制简单,CPU和外设只能串行工作，系统效率低 和外设只能串行工作， 控制简单 和外设只能串行工作 CPU在一个时间内只能和一个外设交换信息。 在一个时间内只能和一个外设交换信息。 在一个时间内只能和一个外设交换信息
查询式输出接口电路工作原理
输出装置把CPU输出的数据输出以后， 发一个ACK信号，使D触发器清零，即 BUSY线变为“0”。CPU读状态口后知道外 设已“空”，于是就执行输出指令。
2.信息交换方式 2.信息交换方式
程序查询方式 无条件传送方式 条件传送方式
(1)程序查询方式 (1)程序查询方式 程序查询方式 程序查询方式是早期计算机中使用的一种方式。 程序查询方式是早期计算机中使用的一种方式。数据在 CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制。 和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制。 和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制 (2)程序中断方式 (2)程序中断方式 中断是外围设备“主动”通知 中断是外围设备“主动”通知CPU，准备送出输入数据或 ， 接收输出数据的一种方法。 接收输出数据的一种方法。 (3)直接内存访问(DMA)方式 (3)直接内存访问(DMA)方式 直接内存访问(DMA) 直接内存访问(DMA)方式是一种完全由硬件执行 交 方式是一种完全由硬件执行I/O交 直接内存访问 方式是一种完全由硬件执行 换的工作方式。 换的工作方式。
程序查询方式特点： 程序查询方式特点：
1、何时对何设备输入/输出操作完全由 、何时对何设备输入 输出操作完全由 输出操作完全由CPU控制 控制 2、外设与CPU处于异步工作方式 、外设与 处于异步工作方式 3、数据的输入/输出要经过 、数据的输入 输出要经过 输出要经过CPU，至少要几条指令 ， 4、CPU利用率低，但控制简单 、 利用率低， 利用率低
程序查询方式——无条件传送 程序查询方式——无条件传送
外设总是准备好 – 输入 输入——数据已经准备好 数据已经准备好 – 输出 输出——已准备好接收 已准备好接收 只有数据，没有状态， 只有数据，没有状态，同步方式 不需要过多的程序处理，在需要与外设交换信息时， 不需要过多的程序处理，在需要与外设交换信息时，随时访问 I/O端口 端口