五、輸入輸出系統(tǒng)-wenkub
2022-09-01 13:34:19 本頁面
【正文】 進棧 關(guān)中斷 向量地址 PC 中斷周期 是 中斷返回 保護現(xiàn)場 設(shè)備服務(wù) 恢復現(xiàn)場 開中斷 開中斷中斷隱指令 中斷隱指令 否 取指令 執(zhí)行指令 中斷否？ 否 中斷響應(yīng) 程序斷點進棧 關(guān)中斷 向量地址 PC 中斷周期 是 中斷服務(wù)程序 單重 多重 程序中斷接口芯片 8259A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部總線 緩沖器 讀 / 寫 邏 輯 級聯(lián)緩沖 器 /比較器 優(yōu)先權(quán) 比較器 ( PR ) 中斷 服務(wù) 寄存 器 (ISR) 中斷 請求 寄存 器 (IRR) 中斷屏蔽寄存器 （ IMR） 控制邏輯 INT INTA D7~D0 A0 RD WR CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 內(nèi)部總線 主程序和服務(wù)程序搶占 CPU 示意圖 準備工作 準備工作 準備工作 傳送數(shù)據(jù) 傳送數(shù)據(jù) 發(fā)中斷請求 發(fā)中斷請求 I/O 宏觀 上 CPU 和 I/O 并行 工作 微觀 上 CPU 中斷現(xiàn)行程序 為 I/O 服務(wù) 主程序 繼續(xù)執(zhí)行主程序 啟動外設(shè) 服務(wù)程序 （傳送數(shù)據(jù)） 服務(wù)程序 （傳送數(shù)據(jù)） 繼續(xù)執(zhí)行主程序 CPU DMA 方式 一、 DMA 方式的特點 1. DMA 和程序中斷兩種方式的數(shù)據(jù)通路 CPU 主 存 ACC 中斷接口 DMA 接口 I/O 設(shè) 備 中斷方式數(shù)據(jù)傳送通路 輸入指令 輸出指令 DMA方式數(shù)據(jù)傳送通路 2. DMA 與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式 (1) 停止 CPU 訪問主存 控制簡單 CPU 處于不工作狀態(tài)或保持狀態(tài) 未充分發(fā)揮 CPU 對主存的利用率 主存工作時間 CPU不執(zhí)行程序 DMA不工作 DMA不工作 DMA工作 CPU控制 并使用主存 DMA控制 并使用主存 t (2) 周期挪用（或周期竊?。? DMA 訪問主存有三種可能 ? CPU 此時不訪存 ? CPU 正在訪存 ? CPU 與 DMA 同時請求訪存 此時 CPU 將總線控制權(quán)讓給 DMA 主存工作時間 CPU控制 并使用主存 DMA控制 并使用主存 t (3) DMA 與 CPU 交替訪問 主存工作時間 DMA控制 并使用主存 CPU控制 并使用主存 t CPU 工作周期 C1 專供 DMA 訪存 C2 專供 CPU 訪存 所有指令執(zhí)行過程中的一個基準時間 不需要 申請建立和歸還 總線的使用權(quán) 二、 DMA 接口的功能和組成 1. DMA 接口功能 (1) 向 CPU 申請 DMA 傳送 (2) 處理總線 控制權(quán)的轉(zhuǎn)交 (3) 管理 系統(tǒng)總線、 控制 數(shù)據(jù)傳送 (4) 確定 數(shù)據(jù)傳送的 首地址和長度 (5) DMA 傳送結(jié)束時， 給出操作完成信號 修正 傳送過程中的數(shù)據(jù) 地址 和 長度 DMA接口 主 存 CPU 2. DMA 接口組成 DMA 控 制 邏 輯 中 斷 機 構(gòu) 設(shè)備 HLDA AR WC DAR HRQ 中斷請求 數(shù)據(jù)線 地址線 +1 +1 溢出信號 DREQ DACK BR 三、 DMA 的工作過程 1. DMA 傳送過程 預處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理 (1) 預處理 通過幾條輸入輸出指令預置如下信息 ? 通知 DMA 控制邏輯傳送方向（入 /出） ? 設(shè)備地址 DMA 的 DAR ? 主存地址 DMA 的 AR ? 傳送字數(shù) DMA 的 WC 預處理 ： 主存起始地址 設(shè)備地址 傳送數(shù)據(jù)個數(shù) 啟動設(shè)備 DMA DMA DMA 數(shù)據(jù)傳送 ： 繼續(xù)執(zhí)行主程序 同時完成一批數(shù)據(jù)傳送 后處理 ： 中斷服務(wù)程序 做 DMA 結(jié)束處理 繼續(xù)
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