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第2章輸入輸出技術(編輯修改稿)

2025-08-16 09:16 本頁面
 

【文章內容簡介】 ;恢復原中斷向量 RET START ENDP 8088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結構( 2) COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY INTP PROC FAR STI ;允許中斷嵌套 PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI PUSH BP PUSH ES PUSH DS ;保護現場 …… ;中斷處理 MOV AL, 20H OUT 20H, AL ; 8259中斷返回 , 發(fā) EOI 8088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結構( 3) COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY POP DS POP ES POP BP POP DI POP SI POP DX POP CX POP BX POP AX ;恢復現場 IRFT ;中斷返回 INTP ENDP CODE ENDS END START ;從 START處執(zhí)行程序 ? 程序中使用了 DOS系統(tǒng)功能調用,其中 35H功能是取中斷向量,入口AL=中斷類型號,出口 ES: BX=中斷程序入口地址。另一個 25H功能是設置中斷向量,入口 AL=中斷類型號, DS: DX=中斷程序入口地址。 8088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結構( 4) COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 直接存儲器存?。?DMA)方式 ? 所謂 DMA傳送方式 (即直接存儲器存取方式)是一種不需要 CPU干預也不需要軟件介入的高速數據傳送方式。 ? CPU只是啟動 DMA過程,但是絲毫不干預這一過程,整個DMA過程是由硬件自動完成的,也不需要軟件的介入。在DMA控制器的控制下,外設和存儲器利用數據總線直接進行數據交換。這樣,數據的傳送速度就取決于存儲器的存取時間,故數據傳送速率大大提高。 ? DMA控制器除控制存儲器與外設之間的數據傳送之外,還可以控制存儲器與存儲器之間的數據傳送。 ? 在 DMA控制系統(tǒng)中,在沒有進行 DMA傳送時, CPU作為系統(tǒng)中核心設備管理和使用三條總線( AB、 DB、 CB)進行數據的傳送和處理,而 DMA控制器僅作為 CPU的一般外部設備,CPU可對它進行一般的 I/O操作和初始化等工作。當需要進行 DMA傳送時,則 DMA控制器成為系統(tǒng)中的核心設備,換句話說, DMA控制器必須接管 CPU對三條總線的管理和使用權,代替 CPU的位置,由 DMA控制器發(fā)出地址和控制信號,完成存儲器和外設之間的數據傳送。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 中斷控制器 8259A ? 8259A的主要功能為: 1. 具有 8級優(yōu)先權控制 , 通過芯片級聯可擴展至 64級優(yōu)先權控制 。 2. 每一級中斷均可通過編程屏蔽或允許 。 3. 在中斷響應周期可提供相應的中斷類型號 。 4. 有多種工作方式 , 可通過編程選擇 。 5.可與 CPU直接連接,不需外加硬件電路。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 8259A的內部結構 圖 8259A 內部結構 內部總線 I N T A I N T D7- D0 數據總線 緩沖器 讀 / 寫 電路 級聯 控制 控制邏輯 中斷服務寄存器 (I SR) 優(yōu)先 級分 辨器 中斷請求寄存器 (I R R) 中斷屏蔽寄存器 ( I M R ) RD WR A0 CS CA S0 CA S1 CA S2 SP / E N I R0 I R1 I R2 I R3 I R4 I R5 I R6 I R7 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 8259工作過程 ? ( 1) 某一條或幾條中斷請求線 ( IRO~ IR7) 有中斷申請 , 變?yōu)楦唠娖?, 使中斷請求寄存器 IRR的相應位置 “ 1”。 ? ( 2) IMR對 IRR屏蔽 。 未被屏蔽的請求信號經優(yōu)先權電路判別最高優(yōu)先級 , 再經由優(yōu)先級方式確定沒有更高級優(yōu)先權的中斷 , 則 8259A的 INT端輸出為 “ 1”, 向 CPU提出中斷請求 。 ? ( 3) CPU響應中斷后發(fā)出中斷響應信號 。 在中斷響應過程中 ,CPU要發(fā)出兩次 INTA信號 。 當 8259A收到第一個 INTA信號后 ,ISR中當前被選中的最高優(yōu)先級對應的那一位置 “ 1”, 同時IRR中的相應位被清 “ 0”, 表示該位上的中斷請求已被 CPU所接受 。 ? ( 4) 8259A收到第二 INTA信號后 , 驅動數據總線將對應的中斷類型碼輸出 。 ? ( 5) 如果是自動結束中斷方式 ( AEOI) , 則在第二個 INTA脈沖結束時將 ISR中相應置 “ 1”的位復位 , 否則該位的 “ 1”將一直保持 , 直到 CPU發(fā)出 EOI命令為止 。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 8259A的工作方式 中斷控制器 8259A有: ? 四種主要的工作方式: 全嵌套、循環(huán)優(yōu)先級、特定屏蔽和程序查詢方式; ? 四種從屬的工作方式: 中斷結束方式、讀狀態(tài)、中斷請求觸發(fā)方式和緩沖器方式。 ? 兩大工作類型 ,即單片工作和多片級連工作。 ? 兩種命令, 一種是初始化命令,另一種是操作命令,它們用于控制 8259A的中斷管理。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 全嵌套方式 ? 這是一種最普通的工作方式 。 8259A在初始化工作完成后若未設定其它的工作方式 , 就自動進入全嵌套方式 , 這種方式的特點是: ( 1) 中斷請求的優(yōu)先級固定 , 其順序是 IR0最高 , 逐次減小 , IR7最低 。 ( 2) 中斷服務寄存器 ISR保存優(yōu)先權電路確定的優(yōu)先級狀態(tài) , 相應位置 “ 1”, 并且一直保持這個服務 “ 記錄 ” 狀態(tài) , 直到 CPU發(fā)出中斷結束命令為止 。 ( 3) 在 ISR置位期間 , 不再響應同級及較低級的中斷請求 , 而高級的中斷請求如果 CPU開放中斷的話仍能夠得到中斷服務 。 ( 4) IR7~ IR0的中斷請求輸入可分別由中斷屏蔽寄存 IMR的D7~ D0的相應位屏蔽與允許 , 對某一位的屏蔽與允許操作不影響其它位的中斷請求操作 。 ? 全嵌套工作方式由 ICW4的 D4=0來確定。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 循環(huán)優(yōu)先級方式 ? 包括 兩種: 自動循環(huán)優(yōu)先級方式和特殊循環(huán)優(yōu)先級方式。 ( 1)自動循環(huán)。 各設備優(yōu)先級相同,當某一個設備受到服務之后,它的優(yōu)先級就自動地排到最后。 ? ? IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 ? ? ? 自動循環(huán)優(yōu)先級方式由 OCW2的 R= SL=0來確定。 ( 2)特殊循環(huán)。 特殊循環(huán)優(yōu)先級方式與自動循環(huán)優(yōu)先級方式的不同之處在于:在自動循環(huán)優(yōu)先級方式中,某一設備在被服務之后被確定為最低優(yōu)先權;而在特殊循環(huán)優(yōu)先級方式中,是通過編程來確定某一設備為最低優(yōu)先級。 ? 特殊循環(huán)優(yōu)先級方式由 OCW2的 R= SL=1來確定,而 L2L1L0用于指定最低優(yōu)先級的二進制編碼。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 特定屏蔽方式 ? IMR的相應位為 “ 1”則屏蔽,相應位為 “ 0”則允許。 IMR寄存器由操作命令 OCW1進行設置。對中斷請求輸入信號的屏蔽方式一般 有兩種: 正常屏蔽方式和特定屏蔽方式。 ? 在 正常屏蔽方式 中,每一個屏蔽位對應一個中斷請求輸入信號,屏蔽某一個中斷請求輸入信號對其他請求信號沒有影響。未被屏蔽的中斷請求輸入信號仍然按照設定的優(yōu)先級順序進行工作,而且保證當某一級中斷請求被響應服務時,同級和低級的中斷請求將被禁止,如果 CPU允許中斷,則高級的中斷請求還會被響應,實現中斷嵌套。 ? 特定屏蔽方式 也叫特殊的中斷屏蔽方式,當設定了特定屏蔽方式后, IMR中為 “ 1”的位仍然屏蔽相應的中斷請求輸入信號,但所有未被屏蔽的位被全部開放,無論優(yōu)先級別是低還是高,都可以申請中斷,并且都可能得到 CPU的響應并為之服務,也就是說,這種方式拋棄了同級或低級中斷被禁止的原則,任何級別的未被屏蔽的中斷請求都會得到響應,所以,可以有選擇地設定 IMR的狀態(tài),開啟需要的中斷輸入。 ? 特定屏蔽方式由 OCW3的 ESMM和 SMM確定,設定時 ESMM=SMM=1,復位時 ESMM= SMM=0。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 程序查詢方式 ? 程序查詢方式是不使用中斷,用軟件尋找中斷源并為之服務的工作方式。 ? 查詢 時, CPU先向 8259A發(fā)出查詢命令, 8259A接到查詢命令后,就把下一個 IN指令(對偶地址端口的讀指令)產生的讀脈沖作為中斷響應信號,此時,若有中斷請求信號,則在 ISR中相應位置 “ 1”,并把該優(yōu)先級送上數據總線。在讀脈沖期間 8259A送上數據總線供 CPU讀取查詢的代碼格式為: ? D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ? I是中斷請求標志, I=1表示有中斷請求,此時 W2W1W0有效,W2W1W0就表示申請服務的最高中斷優(yōu)先級。 I=O表示沒有中斷請求,此 W2W1W0無效。例如讀入的查詢代碼是 83H,則表示有中斷請求,申請中斷的優(yōu)先級輸入是 IR3。 ? 查詢方式是由 OCW3的 P=1來確定的。 I - - - - W2 W1 W0 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 中斷結束方式 ? 所謂中斷結束方式是指中斷如何
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