微机原理与接口第7章CPU与外设之间数据传送的方式.pptVIP

*7.2.2中断传送方式中断传送流程中断传送方式是指当外设需要与CPU进行信息交换时，由外设向CPU发出请求信号，使CPU暂停正在执行的程序，转去执行数据的输入/输出操作，数据传送结束后，CPU再继续执行被暂停的程序。查询传送方式是由CPU来查询外设的状态，CPU处于主动地位，而外设处于被动地位。中断传送方式则是由外设主动向CPU发出请求，等候CPU处理，在没有发出请求时，CPU和外设都可以独立进行各自的工作。目前的微处理器都具有中断功能，而且已经不仅仅局限于数据的输入/输出，而是在更多的方面有重要的应用。例如实时控制、故障处理以及BIOS和DOS功能调用等。中断传送方式的优点是：*CPU不必查询等待，工作效率高，CPU与外设可以并行工作；由于外设具有申请中断的主动权，故系统实时性比查询方式要好得多。缺点：采用中断传送方式的接口电路相对复杂，而且每进行一次数据传送就要中断一次CPU，CPU每次响应中断后，都要转去执行中断处理程序，且都要进行断点和现场的保护和恢复，浪费了很多CPU的时间。故中断传送方式一般适合于少量的数据传送。对于大批量数据的输入/输出，可采用高速的直接存储器存取方式，即DMA方式。*7.2.3直接存储器存取(DMA)传送方式1．DMA传送方式简介场合：DMA传送方式是在存储器和外设之间、存储器和存储器之间直接进行数据传送(如磁盘与内存间交换数据、高速数据采集、内存和内存间的高速数据块传送等)。特点：传送过程无需CPU介入，在传送时就不必进行保护现场等一系列额外操作，传输速度基本取决于存储器和外设的速度。要求：DMA传送方式需要一个专用接口芯片DMA控制器(DMAC)对传送过程加以控制和管理。过程：在进行DMA传送期间，CPU放弃总线控制权，将系统总线交由DMAC控制，由DMAC发出地址及读/写信号来实现高速数据传输。传送结束后DMAC再将总线控制权交还给CPU。一般微处理器都设有用于DMA传送的联络线。图7.9DMA系统结构框图**2．DMA控制器的工作方式1)单字节传输方式在该方式下，DMAC每次控制总线后只传输一个字节，传输完后即释放总线控制权。2)成组传输方式(块传输方式)采用这种方式，DMAC每次控制总线后都连续传送一组数据，待所有数据全部传送完后再释放总线控制权。成组传输方式的数据传输率要比单字节传输方式高。但是，成组传输期间CPU无法进行任何需要使用系统总线的操作。3)请求传输方式在该方式下，每传输完一个字节，DMAC都要检测I/O接口发来的DMA请求信号是否有效。若有效，则继续进行DMA传输；否则就暂停传输，将总线控制权交还给CPU，直至DMA请求信号再次变为有效，再从刚才暂停的那一点继续传输。DMA操作的基本过程DMA传送流程DMAC的初始化指定数据的传送方向。指定外设对存储器是做读操作还是写操作，这就要对控制/状态寄存器中的相应控制位置数。指定地址寄存器的初值。即给出存储器中用于DMA传送的数据区的首地址。指定计数器的初值。即明确有多少数据需要传送。*2)DMA数据传送，按以下步骤进行(以数据输入为例)(1)外围设备发选通脉冲，把输入数据送入缓冲寄存器，并使DMA请求触发器置1。(2)DMA请求触发器向控制/状态端口发准备就绪信号，同时向DMA控制器发DMA请求信号。?(3)DMA控制器向CPU发出总线请求信号(HOLD)。(4)CPU在完成了现行机器周期后，即响应DMA请求，发出总线允许信号(HLDA)，并由DMA控制器发出DMA响应信号。此时，由DMA控制器接管系统总线。?(5)DMA控制器发出存储器地址，并在数据总线上给出数据，随后在读/写控制信号线上发出写的命令。?(6)来自外设的数据被写入相应存储单元。?(7)每传送一个字节，DMA控制器的地址寄存器加1，从而得到下一个地址，字节计数器减1。返回(5)，传送下一个数据。如此循环，直到计数器的值为0，数据传送完毕。DMA结束DMA传送完毕，由DMAC撤消总线请求信号，从而结束DMA操作。CPU撤消总线允许信号，恢复对总线的控制。前面介绍的三种传送方式各有利弊，在实际使用时，要根据具体情况选择既能满足要求，又尽可能简单的方式。第7章输入/输出与中断第7章输入/输出与中断教学内容*本章介绍输入输出接口的基本概念，CPU与外设间的数据传送方式，中断传送方式