计算机组成原理chp8课件.ppt

* 8.4.2 DMA传送方式 3、DMA与CPU交替访内 如果CPU的工作周期比内存存取周期长很多，可以采用该种方法 总线控制权的转移速度快，DMA效率高。 * 8.4.3 基本的DMA原理 1、DMA基本构成 (1)内存地址计数器 (2)字计数器 (3)数据缓冲寄存器 (4)“DMA请求”标志 (5)“控制/状态”逻辑 (6)中断机构 CAI * 8.4.3 基本的DMA原理 2、 DMA数据传送过程当外设有DMA请求时，通常CPU在本机器周期结束后，响应DMA请求。 CAI * 8.4.4选择型和多路型DMA控制器 选择型 多路型 CAI CAI * 8.4.4选择型和多路型DMA控制器 典型DMA芯片 CAI * 例3下图中假设有磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作。磁盘以30μs的间隔向控制器发DMA请求，磁带以45μs的间隔发DMA请求，打印机以150μs间隔发DMA请求。根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低，图中假设DMA控制器每完成一次DMA传送所需的时间是5μs。若采用多路型DMA控制器，请画出DMA控制器服务三个设备的工作时间图。 CAI * [例3] 解： 由图看出，T1间隔中控制器首先为打印机服务，因为此时只有打印机有请求。T2间隔前沿磁盘、磁带同时有请求，首先为优先权高的磁盘服务，然后为磁带服务，每次服务传送一个字节。在120μs时间阶段中，为打印机服务只有一次(T1)，为磁盘服务四次(T2，T4，T6，T7)，为磁带服务三次(T3，T5，T8)。从图上看到，在这种情况下DMA尚有空闲时间，说明控制器还可以容纳更多设备。 8.4.4选择型和多路型DMA控制器 * 8.5 通道方式 8.5.1 通道的功能 8.5.2 通道的类型 8.5.3 通道结构的发展 * 8.5.1 通道的功能 执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输，按I/O指令要求启动外围设备，向CPU报告中断等，具体有以下五项任务： (1)接受CPU的I/O指令，按指令要求与指定的外围设备进行通信。 (2)从内存选取属于该通道程序的通道指令，经译码后向设备控制器和设备发送各种命令。 (3)组织外围设备和内存之间进行数据传送，并根据需要提供数据缓存的空间，以及提供数据存入内存的地址和传送的数据量。 (4)从外围设备得到设备的状态信息，形成并保存通道本身的状态信息，根据要求将这些状态信息送到内存的指定单元，供CPU使用。 (5)将外围设备的中断请求和通道本身的中断请求，按次序及时报告CPU。 * 8.5.1 通道的功能 通道结构 在一般用户程序中，通过调用通道来完成一次数据输入输出的过程如图1所示 CPU执行用户程序和管理程序，通道处理机执行通道程序的时间关系如图所示。 CAI * 8.5.2 通道的类型 选择通道 ?? 选择通道每次只能从所连接的设备中选择一台I／O设备的通道程序，此刻该通道程序独占了整个通道。连接在选择通道上的若干设备，只能依次使用通道与主存传送数据 数据传送以成组（数据块）方式进行，每次传送一个数据块，因此，传送速率很高。选择通道多适合于快速设备（磁盘），这些设备相邻字之间的传送空闲时间极短。 * 8.5.2 通道的类型 字节多路通道?（Byte Multiplexor Channel）? 是一种简单的共享通道，在时间分割的基础上，服务于多台低速和中速面向字符的外围设备。 字节多路通道包括多个子通道，每个子通道服务于一个设备控制器，可以独立地执行通道指令。每个子通道都需要有字符缓冲寄存器、I／O请求标志／控制寄存器、主存地址寄存器和字节计数寄存器。而所有于通道的控制部分是公共的，由所有子通道所共享。通常，每个通道的有关指令和参量存放在主存固定单元中。当通道在逻辑上与某一设备连通时，将这些指令和参量取出来，送入公共控制部分的寄存器中使用。 字节多路通道要求每种设备分时占用一个很短的时间片，不同的设备在各自分得的时间片内与通道建立传输连接，实现数据的传送。 * 8.5.2 通道的种类 数组多路通道（Block Multiplexor Channel） 数组多路通道把字节多路通道和选择通道的特点结合起来。它有多个子通道，既可以执行多路通道程序，象字节多路通道那样，所有子通道分时共享总通道；又可以用选择通道那样的方式传送数据。 数组多路通道和字节多路通道的比较 * 8.5.3 通道结构的发展 输入输出处理机（IOP）?? 输入输出处理机（IOP）不是一台独立的计算机，而是计算机系统中的一个部件。IOP可以和CPU并行工作，提供高速的DMA处理能力，实现数据的高速传送。此外，有些IOP还提供数据的变换、有哪些信誉好的足球投注网站和字装配／分拆能力。 8位和16位微机中使用的Intel