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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(shí)鐘信號(hào)線 、 電源線 、 地線 、 系 統(tǒng)復(fù)位線以及加電或斷電的時(shí)序信號(hào)線等 。 ( 2) 仲裁總線 :包括總線請(qǐng)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(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(jì)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(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(shí)序特性 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(shí)間內(nèi)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(gè)設(shè)備,但是這些設(shè)備不能同時(shí)工作,在某一段時(shí)間內(nèi)通道只能選擇一個(gè)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(duì)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(duì)通道的管理 。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(dòng)外圍設(shè) 備 , 向 CPU報(bào)告中斷 等 。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(shí)由 軟件設(shè)置數(shù)據(jù)長度,在 DMA傳送過程中,每傳送一 個(gè)字節(jié),字節(jié)計(jì)數(shù)器的值便自動(dòng)減 1,當(dāng)減為 0時(shí), 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(hào) 。 ( 2) CPU接到總線請(qǐng)求信號(hào)后 , 如果允許 , 則會(huì) 發(fā)出 DMA響應(yīng)信號(hào) , 從而 CPU放棄對(duì)總線的控制 , 這時(shí) DMA控制器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)總線的控制 。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)組成原理 圖 819 按照中斷優(yōu)先級(jí)響應(yīng)中斷請(qǐng)求實(shí)例 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(shí)別中斷源 保護(hù)斷點(diǎn) 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 執(zhí)行中斷服務(wù) 恢復(fù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 其處理過程如下圖所示 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(qǐng)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(hào) 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(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)組成原理 5. 中斷源的識(shí)別方法 ( 1) 軟件查詢法 當(dāng)處理機(jī)發(fā)現(xiàn)有中斷申請(qǐng)時(shí),只需查詢是哪個(gè)中 斷源提出的便可,在查詢的同時(shí),也確定了它們的 優(yōu)先級(jí)別。 設(shè)備的工作速度 。 輸入輸出中斷 。 訪問管理程序中斷 。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù)字邏輯與計(jì)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(qǐng)求 D Q R +5V 中斷 屏蔽 — 觸發(fā) 器 選通
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