第6章微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸-展示頁
2025-07-29 12:19本頁面
【正文】 對于存儲(chǔ)器映像 I/O的保護(hù)由存儲(chǔ)器分段與分頁保護(hù)機(jī)制完成，同時(shí)還要避免使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)緩沖地址空間被映像來作為 I/O操作地址 對于專用的 I/O編址方式，只有當(dāng)前的特權(quán)級（ CPL）大于或等于 I/O特權(quán)級（ IOPL）時(shí)，即此時(shí)的 CPL值必須小于或等于 IOPL的數(shù)值， I/O指令才能被執(zhí)行，反之，則 I/O指令將不被執(zhí)行，相應(yīng)還要產(chǎn)生一個(gè)普通的保護(hù)故障 在保護(hù)模式下 ， 32位機(jī)任務(wù)狀態(tài)段 （ TSS） 中的I/O允許位 ， 提供了另一種保護(hù)機(jī)制 。 這一時(shí)期接口芯片的顯著特點(diǎn)是應(yīng)用了單片機(jī)作通用接口 ， 使接口電路智能化 智能化接口集單片機(jī)技術(shù)與接口技術(shù)于一體 ， 可直接與外圍設(shè)備相連 ， 它是一種結(jié)構(gòu)與功能接近于 CPU的專用控制器 ， 有獨(dú)立的指令系統(tǒng) ， 通過編寫完整的 I/O管理程序和預(yù)處理程序 ， 來實(shí)現(xiàn)對許多外設(shè)頻繁的 I/O進(jìn)行管理 ， 從而減輕了 CPU管理 I/O設(shè)備的負(fù)擔(dān) ， 大大提高了微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度 四 、功能接口板 由于微型計(jì)算機(jī)使用了各種統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn) ，例如： ISA、 PCI、 SCSI、 USB等各種總線 ， 因而從電氣特性 、 機(jī)械特性及通信協(xié)議等方面都已標(biāo)準(zhǔn)化 ， 開發(fā)商已為各種總線開發(fā)出了不同功能的專用接口板 ， 可供用戶選購 ， 例如： PCI總線的 ADC和 DAC功能板 ， PCI的網(wǎng)卡 ， 基于 PCI的RS232串行通行卡等 I/O端口的編址方式 端口 是接口電路中能被 CPU直接訪問的寄存器的地址 。 按照接口技術(shù)與接口隨著微處理器的發(fā)展 ， 可將接口電路分為四類 : ?固定式接口電路 ?可編程接口電路 ?智能接口與通用外圍接口 ?功能接口板 一、固定式接口電路 早期的微處理器多采用 PMOS工藝 ， 集成度低 ，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)均比較簡單 ， 受半導(dǎo)體工藝的限制 ， 接口芯片的集成度也不高 ， 大都采用 TTL與 MSI工藝 ， 計(jì)算機(jī)接口由小規(guī)?；蛑幸?guī)模集成電路組合而成 ， 要改變其功能與工作方式必須改變硬件連線才能實(shí)現(xiàn) ， 將這種簡單接口電路稱之為固定式接口電路 二、可編程接口電路 16位微處理器 （ 例如 8086CPU） 的出現(xiàn) ， 使微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了第二代 ， 第二代微處理器采用了 NMOS工藝 ， 集成度明顯提高 ， Intel公司推出的與此相適應(yīng)的接口芯片有中斷控制器 8259A， 并行 I/O接口芯片 8255A， 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 8253／ 8254，DMA控制器 8237A以及串行通信接口芯片 8250等 ，這些芯片都是采用 NMOS工藝的大規(guī)模集成 （ LSI）芯片 ， 而且都是可編程的接口芯片 ， 用戶可以通過對接口芯片的在線編程 ， 方便靈活地改變接口的工作方式 三、智能接口與通用外圍接口 Intel公司于 1985年首次推出第三代微處理器 80386，1989年又推出 X86系列的第四代微處理器 80486， 這時(shí)代的芯片大都是采用了 NMOS或 CMOS工藝的超大規(guī)模集成 （ VLSI） 芯片 。第 6章 微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握接口電路的基本概念、接口電路的主要功能、兩種 I/O端口的編址方式、 32位微處理器采用 I/O編址的譯碼、微處理器與 I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的查詢式輸入輸出方式以及中斷方式輸入輸出 熟悉 32位微處理器保護(hù)模式下的 I/O空間，直接存儲(chǔ)器存?。?DMA）方式以及 I/O處理器控制方式 教學(xué)目的和教學(xué)要求 重點(diǎn)： ? I/O端口的編址方式 ? CPU與 I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的查詢式輸入輸出方式以及中斷方式輸入輸出 難點(diǎn)： ? 微處理器與 I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的幾種方式 本章重點(diǎn)、難點(diǎn) 接口及接口技術(shù) 接口電路的概述 所謂 接口 就是微處理器與外圍設(shè)備之間的連接電路，它是兩者之間進(jìn)行信息交換時(shí)的必要通路，不同的外設(shè)有不同的輸入 /輸出接口電路。例如，鍵盤輸入有鍵盤接口電路， CRT顯示器有顯示器輸出接口電路，打印機(jī)也有打印輸出接口電路等等 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各類接口如圖 61所示 圖 6
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