第3章 总线、中断与I.pptVIP

第3章小结 1. I/O系统概念 1)I/O系统:I/O设备、设备控制器及与I/O操作有关的软硬件等的总和。 2)功能:对指定的外设进行输入、输出操作，同时完成其它的管理和控制。 3)三种方式 a)程序控制I/O b)DMA c)I/O处理机 2.总线设计 1)类型 a)按方向分 ?单向传输 ?双向传输 半双向 全双向 b)用法分 ?专用 ?非专用 2)控制方式 a)产生原因:非专用总线的争用问题 b)分类 ?集中式 ?分布式 c)优先级确定 ?串行链接 ?定时查询 ?独立请求 3)通信技术 a)同步通信 ?概念： ?优点：信息传送速率高，受总线长度影响小。 ?缺点： 时钟在总线上的时滞会导致误同步 时钟线上的干扰信号易引起误同步 为了可靠性加宽时间片可能使数据传送速率 低于异步通信 b)异步通信 源控式 目控式 源主动 目主动 4)数据宽度与总线线数 a)数据宽度:I/O设备取得总线使用权后所传 送数据的总量,可能经多个时钟周期分时传送。 b)数据通路宽度:指数据传送的物理宽度，如 16bit,32bit等,即一个时钟周期传送的信息量。 单项控制 双向控制 互锁 非互锁 c)宽度种类 ?单字或单字节 ?定长块 ?可变长块 ?单字加定长块 ?单字加可变长块 d)总线 ?制约因素 线数 干扰 流量 长度 干扰 ?设计原则 能短则短 能少则少 ?减少线数的方法 总线组合 串/并－并/串转换 编码 3.中断系统 1)中断的分类和分级 a)中断过程： 中断源 中断请求 响应中断 处理中断 返回 b)中断响应 c)入口设置 ?中断源少时，直接硬件实现 ?中断源多时，先分类，然后软件实现 d)中断分类 ?中断(Interrupt):与现行指令无关 ?异常(Exception):当前指令引起，不可屏蔽 自陷(Trap) 故障(Fault) 失败(Abort) e)中断分级 根据中断性质、紧迫性、重要性以及软件处 理的方便性分级。 f)中断响应次序与处理次序 ?响应次序:同时发生多个中断请求时，由中断 响应硬件的排队器所决定的响应次序，次序是固定的。 ?处理次序:一个中断处理程序执行前或中再有其它中断产生时中断处理完的次序，可以不同于响应次序。 h)处理原则:只响应比其等级高的中断请求。 i)中断处理次序的改变： 2)软硬件功能分配 a)中断功能 ?中断请求的保存和清除 ?优先级的确定 ?中断断点及现场的保存 ?对中断请求的分析和处理 ?中断返回 b)中断现场 c)性能指标 软状态 硬状态 响应时间 灵活性 4.通道处理机 1)工作原理 2)流量分析 a)极限流量计算 fmax.byte=1/(TS+TD) fmax.block=k/(TS+kTD)=1/(TS/k+TD) fmax.select=N/(TS+NTD)=1/(TS/N+TD) b)实际最大流量计算 fbyte.j=Σ fi.j fblock.j =max fi.j fselect.j =max fi.j i从1到pj c)设计原则 ?极限流量大于等于实际最大流量 ?极限流量与实际最大流量的差值越小越好