第三节CPU与外设间的数据传送方式1.ppt

第三节 CPU与外设间的数据传送方式 CPU与外设的工作速度不一致， 如何使两者高效、可靠地进行数据传送， 是本节讨论的问题。 一、 无条件传送方式 二、 条件传送方式 ( 查询方式 ) 三、 中断传送方式 四、 DMA传送方式 ( Direct Memory Access ) 一、无条件传送方式 (同步传送方式) 实现方法 CPU不查询外设工作状态， 与外设速度的匹配通过在软件上延时完成， 在程序中直接用I/O指令，完成与外设的数据传送 特点 1. 适用于外设动作时间已知， 在CPU与外设进行数据传送时，外设保证已准备好的情况 2. 软硬件十分简单。 发声原理： 向扬声器发送一串脉冲信号， 推动扬声器内纸盆振动，发出声音 脉冲的频率，控制音高； 脉冲的个数，控制音长 二、条件传送方式(查询传送方式) 实现方法： 在与外设进行传送数据前，CPU先查询外设状态， 当外设准备好后，才执行I/O指令，实现数据传送 特点： 1. CPU通过不断查询外设状态，实现与外设的速度匹配 2. CPU的工作效率低 三、中断传送方式 实现方法： 1. 当外设准备好，向CPU发出中断请求 2. CPU在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号； 3. CPU暂停当前的程序，转 去执行中断服务程序， 完成与外设的数据传送； 4. CPU从中断服务程序返回，继续执行被中断的程序 1. CPU和外设大部分时间处在并行工作状态, 只在CPU响应外设的中断申请后， 进入数据传送的过程 2. 中断传送方式提高了CPU的效率 四、DMA 传送方式(直接存储器存取方式) 实现方法： 1. 由专用接口芯片DMA控制器 (称DMAC) 控制传送过程， 2. 当外设需传送数据时，通过?DMAC向CPU发出总线请求； 3. CPU发出总线响应信号，释放总线； 4. DMAC接管总线，控制外设、内存之间直接数据传送 DMA传送方式的特点 1. 外设和内存之间，直接进行数据传送， 不通过CPU, 传送效率高。 适用于在内存与高速外设、 或两个高速外设之间进行大批量数据传送。 2. 电路结构复杂，硬件开销较大。 第四节 接口技术的现状与发展趋势 一、接口技术的现状 二、接口技术的发展趋势 一、接口技术的现状 1．用简单的逻辑电路 2．用可编程集成接口芯片 3．用多功能的芯片组 将完成某一功能的接口电路集成在一个芯片上， 通过对接口芯片编程，设置接口芯片的工作状态。 特点： 1. 体积小、功能强、可靠性高 2. 通常是专门为配合微机系统中的各种适配器设计， 不必增加或增加很少的电路，就可直接与总线连接， 使用方便。 3. 应用时，应掌握芯片的工作原理、外部特性、编程方法。 将完成多个功能的接口电路集成在一个芯片上， 通过编程，设置控制字，改变接口芯片的工作状态。 例　 82206集成外设控制器，内部包含： 　　 2个8237DMA控制器　　2个8259A中断控制器 1个8254定时/计数器　 1个MC 146818实时时钟 　 以及其他接口芯片 特点：可靠性更高、功能更强 将主板上的外围芯片集成在一组(2~4片)超大规模集成芯片上， 构成芯片组。 二、接口技术的发展趋势 集成化 多功能化 标准化 智能化 第五节 接口的设计与分析 一、基本方法 二、注意事项 一、基本方法 1. 了解外设工作原理，明确接口功能，选择接口芯片 2. 设计接口与系统的连接 3. 分析和设计接口程序 4. 接口的调试 接口电路实现计算机与外设间的数据传送功能 接口电路的一般连接方法： 接口与计算机的连接 (1) 接口的数据线与计算机的数据线连 (2) 接口的地址线与总线的低位地址连 由接口的片内译码确定接口内不同的端口 接口的片选信号由总线的高位地址经译码电路得到 (3) 接口的控制线与计算机相应的控制线连 如接口的 RD 与总线的 IOR 连 接口的 WR 与总线的 IOW 连 接口与外设的连接 (1) 接口的数据端口与外设的数据线、状态线连 (2) 接口与外设控制线的连接据设计确定。 采用可编程接口芯片，步骤： (1) 掌握接口芯片的编程结构、编程方法 包括: 确定各端口地址；