第8章輸入輸出設(shè)備及系統(tǒng)(參考版)
2025-03-04 20:15本頁面
【正文】 （ 4） 公用線 ：包括時鐘信號線 、 電源線 、 地線 、 系 統(tǒng)復(fù)位線以及加電或斷電的時序信號線等 。 （ 2） 仲裁總線 ：包括總線請求線和總線授權(quán)線 。 內(nèi)存 CPU I/O接口 I/O接口 系統(tǒng)總線 內(nèi)存總線 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 圖 829 三總線結(jié)構(gòu) 在雙總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了 I/O總線。 是在單處理器的計算機(jī)中 ， 使用一條單一 的系統(tǒng)總線來連接 CPU、 主存和 I/O設(shè)備 。大致可分為以下三類： （ 1） 內(nèi)部總線 （ 2） 系統(tǒng)總線 （ 3） I/O總線 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 1． 總線的特性 物理特性 功能特性 電氣特性 時序特性 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 2． 總線的標(biāo)準(zhǔn)化 相同的指令系統(tǒng)，相同的功能，不同廠家 生產(chǎn)的各功能部件在實(shí)現(xiàn)方法上可以有不 同，但各廠家生產(chǎn)的相同功能部件卻可以互 換使用，其原因在于它們都遵守了共同的系 統(tǒng)總線的要求，這就是系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化問 題。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 通道的流量分析 通道流量是指通道在數(shù)據(jù)傳輸期間，單位時間內(nèi)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 （ 2）選擇通道 （ 3） 數(shù)組多路通道 在物理上它可以連接多個設(shè)備，但是這些設(shè)備不能同時工作，在某一段時間內(nèi)通道只能選擇一個設(shè)備進(jìn)行工作。 （ 1） 字節(jié)多路通道 主要用于連接大量的低速設(shè)備 ， 如鍵盤 、 打印 機(jī)等 。 （ 2） CPU對通道的管理 CPU是通過執(zhí)行 I/O指令以及處理來自通道的中 斷 ， 實(shí)現(xiàn)對通道的管理 。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 通道控制方式 1． 通道的功能 （ 1） 通道的功能 通道的基本功能是 執(zhí)行通道指令 ， 組織外圍設(shè)備 和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 ， 按 I/O指令要求啟動外圍設(shè) 備 ， 向 CPU報告中斷 等 。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 3． DMA控制器工作的特點(diǎn) （ 1） DMA控制器是接口電路。開始時由 軟件設(shè)置數(shù)據(jù)長度，在 DMA傳送過程中，每傳送一 個字節(jié)，字節(jié)計數(shù)器的值便自動減 1，當(dāng)減為 0時， 則 DMA傳送過程結(jié)束。 （ 4） 在 DMA傳送期間 ， DMA控制器應(yīng)能發(fā)出讀 /寫 控制信號 。 （ 2） CPU接到總線請求信號后 ， 如果允許 ， 則會 發(fā)出 DMA響應(yīng)信號 ， 從而 CPU放棄對總線的控制 ， 這時 DMA控制器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對總線的控制 。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 圖 819 按照中斷優(yōu)先級響應(yīng)中斷請求實(shí)例 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 ?4． 中斷處理過程 一般的中斷處理過程包括 中斷條件判斷 確定響應(yīng)中斷 識別中斷源 保護(hù)斷點(diǎn) 保護(hù)現(xiàn)場 執(zhí)行中斷服務(wù) 恢復(fù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場 中斷返回 其處理過程如下圖所示 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 圖 820 中斷處理過程 設(shè)備控制器或其它 設(shè)備發(fā)出中斷請求 處理器結(jié)束 當(dāng)前執(zhí)行的指令 處理器發(fā)出中斷 確認(rèn)信號 處理器將 PSW和 PC壓棧 處理器裝入新的 PC值（中斷入口） 保存其余的 處理機(jī)狀態(tài)信息 處理中斷 恢復(fù)處理機(jī) 狀態(tài)信息 恢復(fù)原 PSW和 PC的值 中斷返回 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 5． 中斷源的識別方法 （ 1） 軟件查詢法 當(dāng)處理機(jī)發(fā)現(xiàn)有中斷申請時，只需查詢是哪個中 斷源提出的便可，在查詢的同時，也確定了它們的 優(yōu)先級別。 設(shè)備的工作速度 。 輸入輸出中斷 。 訪問管理程序中斷 。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計算機(jī)組成原理 圖 818 中斷方式輸入的接口電路圖 D7～ D0 地址總線 三態(tài)緩沖器 地址 譯碼 數(shù)據(jù) 輸入設(shè)備 鎖存器 中斷 請求 D Q R +5V 中斷 屏蔽 — 觸發(fā) 器 選通
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