计算机组成原理 期末总结解析.ppt

* 七、 输入输出（I/O）系统 2）接口的基本组成 * 七、 输入输出（I/O）系统 2. I/O端口及其编址 1）专门的I／O指令 　　指令的地址码字段指出输入输出设备的设备代码。 由相应的控制信号（如M／IO#）来区分CPU执行的是什么指令。 2）利用访问存储器指令完成I／O功能 从主存的地址空间中分出一部分地址码作为I／O的设备代码，当访问到这些地址时，表示被访的不是主存储器，而是I／O设备端口。 * 七、 输入输出（I/O）系统 （四） I/O方式（掌握） 1. 程序查询方式 2. 程序中断方式（熟练掌握） （1）中断的基本概念 （2）中断接口组成及原理 （3）中断响应时间与条件 （4）中断处理过程 （5）多重中断和中断屏蔽的概念。 * 七、 输入输出（I/O）系统 CPU 响应中断的条件和时间 (1) CPU 响应中断的条件 允许中断触发器 EINT = 1（开中断指令置1，指令或硬件关中断） 具体地说： (1)在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开中断状态。 (2)外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“开中断”状态，保持中断请求信号。 (3)外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。 当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断. (2) 时间 当 D = 1（随机）且 MASK = 0 时 在每条指令执行阶段的结束前 CPU 发 中断查询信号（将 INTR 置“1”） * * 七、 输入输出（I/O）系统 中断处理过程简单地归纳为： 中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回五个阶段。 中断服务程序的流程分四大部分：保护现场、中断服务、恢复现场和中断返回。 (1) 保护现场 一是保存程序的断点；二是保存通用寄存器和状态寄存器的内容。 程序断点的保护 寄存器内容的保护 中断隐指令完成 进栈指令 * 七、 输入输出（I/O）系统 中断服务的流程 （1）保护现场：一是保存程序的断点；二是保存通用寄存器和状态寄存器的内容。 （2）中断服务(设备服务) ：中断服务程序的主体部分，不同的中断请求源其中断服务操作内容是不同。 （3）恢复现场：中断服务程序的结尾部分，要求在退出服务程序前，将源程序中断时的“现场”恢复到原来的寄存器中。 （4）中断返回：中断服务程序的最后一条指令通常是一条中断返回指令，使其返回到原程序的断点处，以便继续执行原程序。 ? * 七、 输入输出（I/O）系统 单重中断和多重中断的服务程序流程 中断否？ 保护现场 设备服务 恢复现场 开中断 中断返回 取指令 执行指令 中断服务程序 中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC 中断周期 是 中断返回 保护现场 设备服务 恢复现场 开中断 中断隐指令 中断隐指令 否 取指令 执行指令 中断否？ 否 中断响应 程序断点进栈 关中断 向量地址 PC 中断周期 是 中断服务程序 单重 多重 * 七、 输入输出（I/O）系统 3. DMA方式（熟练掌握） （1）DMA控制器的功能和组成 （2）DMA传送过程。 （3）DMA三种工作方式： 七、 输入输出（I/O）系统 DMA 接口功能 (1) 向CPU申请DMA 传送 (2) 处理总线控制权的转交 (3) 管理系统总线、控制数据传送 (4) 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 (5) DMA传送结束时，给出操作完成信号 * * 七、 输入输出（I/O）系统 DMA 的工作过程 　1. DMA 传送过程 预处理、数据传送、后处理 三个阶段。 (1) 预处理 DMA接口开始工作之前，通过几条输入输出指令预置如下信息： ·通知 DMA 控制逻辑传送方向（入/出） 设备地址 DMA 的 DAR 主存地址 DMA 的 AR 传送字数 DMA 的 WC 七、 输入输出（I/O）系统 * DMA 传送过程示意 预处理： 主存起始地址 设备地址 传送数据个数 启动设备 DMA DMA DMA 数据传送： 继续执行主程序 同时完成一批数据传送 后处理： 中断服务程序 做 DMA 结束处理 继续执行主程序 CPU 允许传送？ 主存地址送总线 数据送I/O设备（或主存 ） 主存地址 加 1 传送个数 减 1 数据块 传送结束？ 向CPU申请 程序中断 DMA请求 否 否 是