[小学教育]微机原理与接口技术第7章.ppt

⑵ 查询式输入 对应于图7-8输入接口电路的查询输入程序： A1：IN AL，20H TEST AL，01H JZ A1 IN AL，21H 3 查询式输出 对应于图7-9的查询式输出程序： C1：IN AL，40H TEST AL，01 JNZ C1 OUT 41H，AL 4. 查询方式的优缺点 首先我们来认识下面的几个问题: ⑴ 相对于无条件传送方式来说,查询传送方式应用范围更广,但其接口电路也相对于无条件传送方式要复杂一点点； ⑵ 对于大量的运行速率与CPU的运行速率不同步的外设来说，不能采用直接传送方式进行I/O输入/输出，可采用查询传送方式来进行I/O输入/输出操作。一些外设的运行速率与CPU同步，如果也采用查询传送方式进行输入/输出操作，则会使系统的I/O效率降低。 有的系统中挂接了好几个I/O设备，比如说5个吧，那么CPU必须依次的对这5个设备进行查询，看看那一个设备需要与CPU交换数据，看那一个设备已经准备就绪，如果就绪就跳转到相应的程序段，否则还要依次查询下来，要用去许多时间，在这些查询所占用的时间中，CPU显然是不能运行其它功能程序的，这要占用CPU的机时，也就是通常所说的外设不能与CPU并行工作。还有一种情况，如果同时有多个外设就绪，这个查询程序是有先后次序的，有可能很长一段时间内后面的几个设备CPU无法查询到，也就谈不上CPU跳转到相应的程序段执行与这些设备的数据交换问题了。 根据上面的分析，I/O的查询传送方式的优点是：①电路简单容易实现的；② 适用的I/O设备范围广。 I/O的查询传送方式的缺点是： ① I/O外设无法与CPU并行工作，占用CPU机时，使CPU的效率降低。②I/O外设的传送要求CPU无法进行实时处理，所以对一些实时性要求高的外设就不能使用这种传送方式，而应当采用中断控制方式。 7.3.3 中断传送方式 为了弥补查询式传送对CPU资源的浪费，提高CPU的使用效率，在I/O传输过程中，可采用中断传输机制。 中断的基本概念 所谓中断传送方式是指由于某些随机事件的产生，使CPU暂停当前正在执行的程序，而转去处理相应的外部事件，执行一个为外设服务的输入输出程序，执行完毕后，CPU返回原来程序的断点处继续执行。被中断的原程序称为主程序；为外设服务的输入输出程序称为中断服务程序，其起始地址称为中断服务程序的入口地址；主程序的返回地址称为断点。 为了实现中断功能而设置的各种硬件和软件，统称为中断系统。高效率的中断系统，能以最少的响应时间和内部操作去处理所有外部设备的服务请求，使整个计算机系统的性能达到最佳状态。中断系统已成为现代计算机不可缺少的组成部分。 有关中断和中断控制器的详细内容请看第八章。 7.3.4 DMA传送方式 　　除程序控制方式和中断控制方式外，I/O数据传送还有一种方式：DMA传送方式。 　　DMA（Direct Memory Access，DMA）方式又叫直接存储器存取方式，是在外部设备和存储器之间开辟直接的数据传送通路，数据传送不是靠执行I/O指令，数据不经过CPU内的任何寄存器，也不破坏任何寄存器原来的内容，而是在存储器和外部设备之间的通路上直接传送数据。 　 DMA传送流程图 DMA传送原理图 1．DMA方式的工作原理 　　DMA传送方式实际上是把外设与内存交换信息的控制与操作交给了DMA控制器。 2．DMA控制器的基本功能 　DMA控制器是能在存储器和外部设备之间实现直接而高速地传送数据的一种专用处理器。 　①能在接收到外设的DMA请求后，向CPU发出DMA请求信号HOLD； 　②当CPU发出DMA响应信号HLDA之后，DMA控制器接管对总线的控制，进入DMA方式； 　③能发出地址信息，并对I/O端口或存储器寻址输出地址信息，以及能修改地址指针； 　④能向存储器和外设发出读/写控制信号； 　⑤能决定传送的字节数，判断DMA传送是否结束； 　⑥在DMA传送结束以后，能发出结束DMA请求信号，并释放总线，让CPU重新获得总线控制权。 详细的DMA控制器和DMA操作请见第九章 第七章 输入/输出技术概述 【内容提要】本章主要内容包括三个方面： ①I/O接口和I/O端口的基本知识； ②I/O端口地址，它分三个层面叙述，即I/O地址空间分配、I/0端口编址、I/O端口地址译码（寻址）； ③CPU与I/O进行信息传送时所采用的控制方式。 这三个方面都是重点。 【学习指导】本章主要是对各种I/O接口电路的共同问