輸入輸出設(shè)備及其控制培訓(xùn)課件-wenkub
2023-03-18 06:55:12 本頁面
【正文】 益增加。 第三階段：即 CPU中斷原程序后進行后處理。該標(biāo)志置位后向“控制 /狀態(tài)”邏輯發(fā)出 DMA請求，后者又向 CPU發(fā)出總線使用權(quán)的請求 (HOLD)， CPU響應(yīng)此請求后發(fā)回響應(yīng)信號 HLDA，“控制 /狀態(tài)”邏輯接收此信號后發(fā)出 DMA響應(yīng)信號，使“ DMA 11 3章 輸入輸出系統(tǒng) (5)“控制 /狀態(tài)”邏輯 ：由控制和時序電路以及狀態(tài)標(biāo)志等組成，用于修改內(nèi)存地址計數(shù)器和字計數(shù)器，指定傳送類型 (輸入或輸出 )，并對“ DMA請求”信號和 CPU響應(yīng)信號進行 12 3章 輸入輸出系統(tǒng) (6)中斷機構(gòu)：當(dāng)字計數(shù)器溢出時 (全 0)，意味著一組數(shù)據(jù)交換完畢，由溢出信號觸發(fā)中斷機構(gòu)，向 CPU提出中斷報告。其內(nèi)容也是在數(shù)據(jù)傳送之前由程序預(yù)置，交換的字?jǐn)?shù)通常以補碼形式表示。 控制字存放在內(nèi)存的指定區(qū)域中，當(dāng)某設(shè)備需要與內(nèi)存交換一次數(shù)據(jù)時，就取出對應(yīng)的控制字到 DMA中的控制字寄存器中，由 DMA控制器進行分析和執(zhí)行，控制字的一般格式 CZ N D CZ表示操作的類型； N表示交換代碼的字長數(shù)； D表示正在交換代碼的內(nèi)存地址。 DMA的基本概念 存 儲 器 CPU DMA控制器 中斷接口 I/O設(shè)備 DMA接口 I/O設(shè)備 系統(tǒng)總線 2 3章 輸入輸出系統(tǒng) ?一般說來，在 DMA傳送需要 3個階段： ?（ 1） CPU執(zhí)行幾條指令，對 DMA控制器進行初始化，測試設(shè)備狀態(tài)，向 DMA控制器輸入設(shè)備號、起始地址、數(shù)據(jù)塊長度等。第 3章 輸入輸出系統(tǒng) 計算機組成原理教程（第 5版） I/O過程的 DMA控制 ?直接存儲器存取 (direct memory acces，DMA)控制是在內(nèi)存與設(shè)備之間開辟一條直接數(shù)據(jù)傳送通路。 ?（ 2）由 DMA控制器控制 I/O設(shè)備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送。 7 3章 輸入輸出系統(tǒng) 2. DMA控制器組成 (1)內(nèi)存地址計數(shù)器：用于存放內(nèi)存中要交換的數(shù)據(jù)的地址。在 DMA傳送時，每傳送一個字，字計數(shù)器就加“ 1” ，當(dāng)計數(shù)器溢出即最高位產(chǎn)生進位時，表示這批數(shù)據(jù)傳送完畢，于是引起 DMA控制器向 CPU 9 3章 輸入輸出系統(tǒng) (3)數(shù)據(jù)緩沖寄存器 ：用于暫存每次傳送的數(shù)據(jù) (一個字 )。這里的中斷與上一節(jié)介紹的 I/O中斷所采用的技術(shù)相同，但中斷的目的不同，前面是為了數(shù)據(jù)的輸入或輸出，而這里是為了報告一組數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。若需要繼續(xù)交換數(shù)據(jù)，則又要對 DMA進行初始化；若不需要交換數(shù)據(jù)，則停止外設(shè)；若為出錯，則轉(zhuǎn)錯誤診斷及處理程序。為了減輕 CPU負擔(dān)， I/O控制部件又把諸如選設(shè)備、切換、啟動、終止以及數(shù)碼校驗等功能也接過來，進而形成 I/O通道，實現(xiàn)輸入輸出操 通道控制及其特點 16 3章 輸入輸出系統(tǒng) 17 通道方式 通道的基本概念 通道”是計算機系統(tǒng)中代替 CPU管理控制外設(shè)的獨立部件，是一種能執(zhí)行有限 I／ O指令集合 —— 通道命令的 I／ O處理機。直到數(shù)據(jù)交換過程結(jié)束向 CPU發(fā)出中斷請求，進行通道結(jié)束處理工作。 輸入輸出設(shè)備發(fā)現(xiàn)的“故障中斷”； ? 根據(jù)中央處理機給出的信息，從內(nèi)存 (或?qū)Ｓ眉拇嫫?)中讀取子通道的通道指令，并分析該指令，向設(shè)備控制器和設(shè)備發(fā)送工作命令； ? 控制外部設(shè)備執(zhí)行某些非信息傳送的控制操作，如磁帶機的引帶等； ? ? (3) 節(jié)拍發(fā)生器： 和中央處理機脈沖 (節(jié)拍 )分配器一樣，產(chǎn)生通道工作的節(jié)拍，控制整個通道有序地工作。排隊器加上子通道的記憶部件，就能實現(xiàn)通道逐個地啟動子通道進行工作。它相當(dāng)于中央處理機的程序計數(shù)器。 ? 通道接到“啟動 I/O”命令后進行以下工作。 根據(jù)這個首地址從內(nèi)存讀取第一條通道指令。 ? 啟動成功后，通道將通道程序首地址保留到子通道中，此時通道可以處理其他工作，設(shè)備具體執(zhí)行通道指令規(guī)定的操作。當(dāng)傳輸完一個數(shù)據(jù)后，通道修改內(nèi)存地址 (加 1)和傳輸個數(shù) (減 1)，直至要傳輸個數(shù)達到 0為止，結(jié)束該條通道指令的執(zhí)行。一般每取出一條新的通道指令，就將命令碼通過子通道發(fā)往設(shè)備繼續(xù)進行傳輸。 26 3章 輸入輸出系統(tǒng) 通道的各個部件 (2) 代碼緩沖寄存器 JN： 是外部設(shè)備與內(nèi)存進行代碼交換時暫存被交換代碼的寄存器。 30 3章 輸入輸出系統(tǒng) 通道的各個部件 (6) 排隊器： 根據(jù)預(yù)先確定的優(yōu)先次序，對各子通道提出的請求進行排隊，確定通道下一次和哪一個子通道的外部設(shè)備進行交換，優(yōu)先級高的先進行交換。 CPU執(zhí)行用戶程序和管理程序，通道處理機執(zhí)行通道程序。 通道工作過程 34 3章 輸入輸出系統(tǒng) （ 1）選擇通道 選擇通道每次只能從所連接的設(shè)備中選擇一臺 I／ O設(shè)備的通道程序，此刻該通道程序獨占了整個通道。 字節(jié)多路通道包括多個子通道，每個子通道服務(wù)于一個設(shè)備控制器，可以獨立地執(zhí)行通道指令。當(dāng)通道在邏輯上與某一設(shè)備連通時，將這些指令和 字節(jié)多路通道要求每種設(shè)備分時占用一個很短的時間片，不同的設(shè)備在各自分得的時間片內(nèi)與通道建立傳輸連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù) 36 3章 輸入輸出系統(tǒng) 37 （ 3）數(shù)組多路通道（ Block Multiplexor Channel） 數(shù)組多路通道把字節(jié)多路通道和選擇通道的特點結(jié)合起來。即使同樣一種用途的設(shè)備，由于生產(chǎn)廠家不用，型號不同，設(shè)備制造廠家在研制設(shè)備的同時開發(fā)的。 ? （ 2） 對
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1