微機(jī)原理課件第11講-資料下載頁
2024-12-08 09:20本頁面
【正文】 CPU檢測相應(yīng)的狀態(tài)位是否滿足 “ 就緒 ” 條件 。 ③ 如果不滿足，則重復(fù) ① 、 ② 步；若外設(shè)已處于“就緒”狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。 條件傳送方式 條件傳送方式 ?實(shí)現(xiàn)方法 ?在與外設(shè)進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)前， CPU先查詢外設(shè)狀態(tài)，當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好后，才執(zhí)行 I/O指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送； ?特點(diǎn) ?CPU通過不斷查詢外設(shè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配； ?CPU工作效率低。 條件傳送方式流程 開始 初始化 讀入狀態(tài) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 輸入一數(shù)據(jù)至 CPU 數(shù)據(jù)送內(nèi)存緩沖區(qū) N Y 傳送完 N 結(jié)束 Y ② 中斷方式 當(dāng)外設(shè)需要與 CPU進(jìn)行信息交換時(shí)，由外設(shè)向 CPU發(fā)出請求信號，使 CPU暫停 正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行數(shù)據(jù)的輸入 /輸出操作，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后， CPU再繼續(xù)執(zhí)行被暫停的程序。 CPU角色的變換：主動(dòng)變被動(dòng)，有更多時(shí)間執(zhí)行主程序。 ② 中斷方式 ?實(shí)現(xiàn)方法 ?當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好，向 CPU發(fā)出中斷請求 ?CPU在滿足響應(yīng)中斷的條件下，發(fā)出中斷響應(yīng)信號； ?CPU暫停當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，完成與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送； ?CPU從中斷服務(wù)程序返回，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序 ② 中斷方式執(zhí)行示意圖 主程序 外設(shè) 中斷申請 中斷服務(wù)程序 1 中斷服務(wù)程序 2 保護(hù)現(xiàn)場 恢復(fù)現(xiàn)場 【 優(yōu)點(diǎn) 】 ① CPU不必查詢等待，工作效率高， CPU與外設(shè)在大部分時(shí)間內(nèi)可以并行工作； ② 由于外設(shè)具有申請中斷的主動(dòng)權(quán)，故系統(tǒng)實(shí)時(shí)性比查詢方式要好得多； ③ 中斷方式可以有效提高 CPU的工作效率。 ② 中斷方式 【 缺點(diǎn) 】 ① 采用中斷傳送方式的接口電路相對復(fù)雜； ② 每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送就要中斷一次 CPU， CPU響應(yīng)中斷后要轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序，且都要進(jìn)行斷點(diǎn)和現(xiàn)場的保護(hù)和恢復(fù)，浪費(fèi)了很多 CPU的時(shí)間。僅適合于少量的數(shù)據(jù)傳送。 對于大批量數(shù)據(jù)的輸入 /輸出，可采用高速的直接存儲(chǔ)器存取方式，即 DMA方式。 ② 中斷方式 ③ DMA方式 ?DMA傳送方式 （ Direct Memory Access） 在存儲(chǔ)器和外設(shè)之間、存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 (如磁盤與內(nèi)存間交換數(shù)據(jù)、高速數(shù)據(jù)采集、內(nèi)存和內(nèi)存間的高速數(shù)據(jù)塊傳送等 )，傳送過程 無需 CPU介入 ，這樣，在傳送時(shí)就不必進(jìn)行 保護(hù)現(xiàn)場 等一系列額外操作，傳輸速度基本 取決于存儲(chǔ)器和外設(shè) 的速度。 ③ DMA方式 ?實(shí)現(xiàn)方法 ?由專用接口芯片 DMA控制器 (稱 DMAC) 控制傳 送過程； ?當(dāng)外設(shè)需傳送數(shù)據(jù)時(shí)，通過 DMAC向 CPU發(fā)出總線請求； ?CPU發(fā)出總線響應(yīng)信號，釋放總線； ?DMAC接管總線，控制外設(shè)、內(nèi)存之間直接數(shù)據(jù)傳送 ③ DMA方式傳送過程 CPU DMAC 內(nèi)存 外設(shè) 總線 請求 總線 響應(yīng) ③ DMA方式 ?DMA傳送方式特點(diǎn) ① 外設(shè)和內(nèi)存之間，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，不通過CPU, 傳送效率高。適用于在內(nèi)存與高速外設(shè)、或兩個(gè)高速外設(shè)之間進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳送。 ② 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件開銷較大。 自學(xué)內(nèi)容 總線的概念 總線的分類 總線標(biāo)準(zhǔn) 小結(jié) ? I/O接口的定義及出現(xiàn)原因 ? 簡單的接口芯片介紹 ? 端口的概念和尋址方式 ? CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 本節(jié)作業(yè) P2591 P2594
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