知识串讲

《接口技术》串讲课件（一）
第三章 存储器技术
1、存储器分类 按作用：主存，辅存，缓存
按介质：磁表面，半导体，光介质
按存取方式：RAM，ROM 2、主要性能指标
1）存储容量 2）存取时间 3）可靠性 4）功耗
5）价格
分类
只读
半
ROM
导
体
掩膜ROM 可编程PROM 电擦除EPROM 光擦除EPROM
指令译码部件
IDU
逻 辑
指令译码器
地
址
译码指令队列
译码完的 指令
分页部件PU
指
线性地址到物理地址转
令
化
字
节
物理地址
执行部件EU
ALU 64位移位器加法器 8个32位同样寄存器
控制和保护测试
操作数、运 行结果
总线接口部件BIU
存储器、协 处理器
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第二章 CPU技术
5、80386的内部结构和工作模式
系统信号，地址和数据信号，接口控制信号，总线 仲裁信号，错误报告信号，中断信号， Cache支持信号， 64位总线扩展信号，边界扫描信号
《接口技术》串讲课件（一）
第四章 总线技术
5）总线仲裁 串行链式查询方式 计数器定时查询方式 独立申请方式
《接口技术》串讲课件（一）
第五章 中断技术
1.中断定义 2.中断功能 3中断类型及中断向量表 4.中断作用 5.中断控制器作用 6.中断处理过程
《接口技术》串讲课件（一）
第五章 中断技术
1、中断定义： 是中断源中止CPU当前正执行的程序,转而为
其服务.运行结束,再返回原程序继续工作.
2、中断功能： 解决快速主机与慢速外设速度匹配 ，分时操
作，实现实时处理，故障处理。
3、中断类型及中断向量表
1) 外部中断 2）内部中断
NMI非屏蔽中断——电源掉电 INTR可屏蔽中断——软件设置
《接口技术》串讲课件（一）
第四章 总线技术
3）PCI总线特点 外设互连总线，数据宽度16位-----64位，与CPU
时钟频率无关，支持即插即用，支持自动配置，支持32位 /64位并行数据传输，支持多总线结构和猝发传输方式，支 持多处理器和并发工作，与其他总线兼容，是目前定义最完 善，性能价格比最高的总线标准。 4）PCI总线信号的组成
80386的EU，含有8个32位通用寄存器，1个64位的移位器。用于数据处 理，地址计算。
《接口技术》串讲课件（一）
第二章 CPU技术
4、最小工作模式，最大工作模式
系统中只有一个8086或一个8088微处理器。在这种系统 中，所有总线控制信号都直接由8086/8088产生，从而系统 中的总线控制电路被减至最少。
第二章 CPU技术
本章要点： 1、CPU的内部结构 2、控制器结构 3、8086/8088微处理器的编程结构 4、最小工作模式，最大工作模式 5、80386的内部结构和工作模式
《接口技术》串讲课件（一）
1、CPU的内部结构
控制单元 PC IR PSW SP
工作 寄存器组 地址寄存器
算术寄存器
I/O控制逻辑
《接口技术》串讲课件（二）
第六章 DMA技术
3.DMA传送方式
2）. 成组连续传送方式 即块传输方式，每次DMA请求获得CPU响应后，DMAC就连续占用
多个总线周期，传送一个数据块，待规定长度的数据块传送完， 或外部作用要求强行结束DMA传送，才撤除DMA请求，释放总 线。
3）. 请求传送 此方式与成组连续传送方式类似，即每次DMA请求允许传送多个字
总线接口部件BIU：
用于访问CPU片外的存储器和I/O口，提供所需地址、数据总线、 控制与命令信号。此外，控制协处理器。
指令预取部件CPU：
80386的CPU中，含有16个字节的指令队列，存放预取指令。按 “先进先出”原则进行管理。
指令译码部件IDU：
对指令的操作码进行译码，并将其存放在指令队列里。 指令执行部件EU：
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2、微机系统的硬件组成，及各部分作用
接口电路：是微处理器与I/O设备联系的必经之 路，具有协调和转换功能。种类很多。
总线：连结微机的各个部件，具有逻辑控制功 能。分为数据总线DB ，地址总线AB ，控制总线 CB。
《接口技术》串讲课件（一）
第一章 概述
3、接口的功能和作用
缺点: DMAC占用总线,CPU不能读取指令 DMA操作间,不能进行存储器刷新 额外开销:总线访问时间,DMAC初始化
《接口技术》串讲课件（二）
流程
DMA 请求
否
CPU应答
2.DMA工作流程
是
发送存储器地址
数据传送
修改地址指针
传送完成
否
是 DMA结束
《接口技术》串讲课件（二）
第六章 DMA技术
3.DMA工作过程 一个完整的DMA过程应包括：初始化、DMA请求、
控制信息
I/O 设备
状态信息
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第七章 人机界面接口技术
2、常见人机接口器件 键盘，鼠标，显示器，打印机，数码相机，扫描仪，
触摸屏等。
《接口技术》串讲课件（二）
第八章 串行接口技术
1、数据的三种传送方式 2、异步通信、同步通信的规程和特点 3、差错控制方法 4、CRC校验码 5、MODEM 6、RS-232 7、异步串行接口基本结构
1.除法的除数为0---类型0 2.溢出中断---类型4 3.单步中断---类型1 4.软件中断---类型n
优先权次序: 0>4>n >NMI>INTR>单步中断
中断向量表:中断类型号和中断服务程序入口连接表.
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第五章 中断技术
4、中断作用 CPU与 I/O设备并行工作，硬件故障处理，实现人机
存
储
器
随机读取 RAM
双极性RAM MOS型RAM
组合ROM
非易失性 静态 动态 组合
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第三章 存储器技术
3、存储系统的构成 主-辅存层次解决了存储器的大容量和低成本间的
矛盾。 Cache-主存层次解决了速度与成本间的矛盾。 现代计算机同时采用这两种存储层次，构成
Cache-主存-辅存三级存储层次。
态标志。
SP： 堆栈指针：保存断点地址和现场信息。
6 计算机基本操作过程 ：取指，分析指令，执行指令。
条件分支？ F
指令执行流程
启动
CPU发指令地址
CPU取指令
CPU将指令存IR并译码
T
分支？
F
T
检查PSW
T
分支条件 F
满足？
设置PC至分支地址
执行指令
设置下一个顺序 指令地址
《接口技术》串讲课件（一）
最大模式相对最小模式而言，在这种模式中，微处理器 有两个或多个，其中一个主处理器是8086或8088，其他处理 器为协处理器，它们协助主处理器工作 。
《接口技术》串讲课件（一）
5、80386的内部结构和工作模式
指令预取部件 IPU
16字节的指令预取 队列
指 令
分段部件SU
逻辑地址到线性地址转 化
线性地址
tw
CS
B
tAW
WE
C
数据输出
总线浮动
数据有效
数据保持
tDW
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第三章 存储器技术
5、什么叫地址译码 存储空间常常由多片存储器组成。为访
问其中的一片，就要知道它的片选地址。片 选地址由高位地址译码产生。
《接口技术》串讲课件（一）
第四章 总线技术
本章要点： 1）计算机常用系统总线 2）PCI总线特点 3）总线数据传输4个阶段 4）PCI总线信号的组成 5）总线仲裁
节的数据。但它比成组连续传送方式多了一种结束方式。
《接口技术》串讲课件（二）
第七章 人机界面接口技术
1、人机界面接口框图 2、常见人机接口器件
《接口技术》串讲课件（二）
第七章 人机界面接口技术
1、人机界面接口框图
数据传送 人机界面接口
地址信息 主
机 控制信息
设备识别 控制电路
状态信息
寄存器
数据传送
DMA响应、DMA传输、DMA结束5个阶段。
《接口技术》串讲课件（二）
第六章 DMA技术
4.DMA传送方式
1）. 单字节方式 每次DMA请求只传送一个字节数据，每传送完一个字节，
都撤除DMA请求信号，释放总线返回给CPU，这样 CPU至少可以获得一个总线周期。 当存储器的速度远高于外设速度时常采用这种方式。
3、存储系统 2）Cache-主存存储层次
辅助硬件
CPU
Cache
主存
高速缓冲存储器
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第三章 存储器技术
4、存储器时序图 tA
A
C
地址
地址有效
tco
CS
数据输出
总线浮动
tcx
数据有效 B
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第三章 存储器技术
4、存储器时序图
tWC
A
D
地址
地址有效
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第一章 概述
4、CPU与外设之间的数据传送方式
2）编址方式 :存储器映射 I/O映射
3) 传送方式:无条件传送 程序查询传送 中断传送 DMA传送
5 CPU的结构
PC：程序寄存器。保存下一条指令地址。自动加1。 IR： 指令寄存器：存储当前正在译码、执行的指令。 PSW：状态字寄存器：存储前一时刻指令执行的状
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第四章 总线技术
1）计算机常用系统总线
PC 总线 ISA总线 EISA总线 VL-BUS总线 PCI总线
MCA总线 AGP总线
2）总线数据传输4个阶段
1）申请占用总线阶段：需要使用总线的主控模块， 如CPU或DMAC。由总线仲裁机构判别。
2）寻址阶段：通过地址总线发出访问地址 3）传送阶段：主从模块间进行数据交换。 4）结束阶段：有关信息撤除，让出总线。
执行 中 断服务程序 关中断
恢复现场,恢复断点 开中断
返回断点
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第六章 DMA技术
1.DMA方式 2.DMA工作流程 3.DMA工作过程 4.DMA传送方式
1.DMA方式
DMA方式:直接存储器访问 在存储器和外设间,直接进行 高速的数据传送,不需CPU
优点: 由DMA控制器DMAC进行控制 由硬件代替软件,传送速度快 缩短数据响应时间
ALU
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2wenku.baidu.com控制器结构
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第二章 CPU技术
3、8086/8088微处理器的编程结构
总线接口部件BIU 指令译码部件IDU 指令预取部件CPU 执行部件EU 段管理部件SU 页管理部件PU
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第二章 CPU技术
3、8086/8088微处理器的编程结构
联系，多道程序和分时操作，实时处理，目态程序和管态 程序的联系，多处理机系统各处理机间的联系。
5、中断控制器作用 接受IRQ0~IRQ7，经判优选中最高优先级的请求送
至CPU。收到响应后，送中断类型号，经 CPU读入，进入 中断服务程序。
6.中断处理过程

关中断 保存断点,保护现场
判别中断条件,转入中断服务程序 开中断
1） 信号电平转换 2） 数据格式转换 3） 数据寄存和缓冲 4） 对外设的控制与检测 5） 产生中断请求, DMA请求 6） 寻址功能 7） 可编程功能 8） 错误检测功能
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第一章 概述
4、CPU与外设之间的数据传送方式
1） 什么叫地址，地址空间，字节 地址——辨识存储器和I/O寄存器内的存储单元。 地址空间——所有地址的组合。 字节——存储器和I/O寄存器的单位。 1字节=8bit。 地址线的多少，决定了地址空间的大小 n ————2n
《接口技术》串讲课件（一）
第一章 概述
本章要点： 1、CPU的发展历程 2、微机系统的硬件组成，及各部分作用 3、接口的功能和作用 4、CPU与外设之间的数据传送方式 5、CPU的结构 6、计算机基本操作过程
《接口技术》串讲课件（一）
1、CPU的发展历程
第一代：4位，Intel4004, 第二代：8位，Intel8080等， 第三代：16位，Intel8086，80186，80286等， 第四代：32位，Intel80386，80486等， 第五代：64位，Intel586（Pentium），Power PC等 第六代：64位，Pentium Pro,Pentium 2及以上。
三种工作方式： 实地址方式（Real Address Mode）， 保护虚拟地址方式（Protected Virtual Address Mode） 虚拟 8086方式（Virtual 8086 Mode）。
《接口技术》串讲课件（一）
第三章 存储器技术
本章要点：
1、存储器分类 2、主要性能指标 3、存储系统的构成 4、存储器时序图 5、地址译码
《接口技术》串讲课件（一）
2、微机系统的硬件组成，及各部分作用 微处理器CPU：由运算器、控制器、寄存器3部 分组成。实现运算和控制功能。 存储器：由CPU之外的半导体存储器芯片组成， 存放程序、操作数、运算的中间结果和最终数据。 I/O设备及其接口电路：输入设备将程序、原 始数据和现场信息送给计算机；输出设备将计算机 的计算和处理结果或回答信号以各种形式表现出来。 外设与CPU间的硬件连线和信息交换要经接口电路。