計算機組成原理 第5章課件

1、第五章 輸入輸出系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) I/O設(shè)備設(shè)備第三節(jié)第三節(jié) I/O接口接口第四節(jié)第四節(jié) 程序查詢方式程序查詢方式第五節(jié)第五節(jié) 程序中斷方式程序中斷方式第六節(jié)第六節(jié) DMA方式方式作業(yè)作業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況二、輸入輸出系統(tǒng)的組成二、輸入輸出系統(tǒng)的組成三、三、I/O 設(shè)備與主機的聯(lián)系方式設(shè)備與主機的聯(lián)系方式四、四、I/O設(shè)備與主機信息傳送的控制方設(shè)備與主機信息傳送的控制方式式一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況一、輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況1. 早期早期分散連接分散連接CPU 和和 I/O設(shè)備設(shè)備通信控制通信控制 程序程序查詢查詢方

2、式方式2. 接口模塊和接口模塊和 DMA 階段階段總線連接總線連接CPU 和和 I/O設(shè)備設(shè)備 并行并行 工作工作中斷方式中斷方式DMA 方式方式每個每個I/OI/O設(shè)備都有一套獨立邏輯電路和設(shè)備都有一套獨立邏輯電路和CPUCPU連接連接實現(xiàn)實現(xiàn)I/OI/O設(shè)備與主機之間的信息交換設(shè)備與主機之間的信息交換 輸入輸出過程是穿插在輸入輸出過程是穿插在CPUCPU執(zhí)行程序過程之中進(jìn)行的執(zhí)行程序過程之中進(jìn)行的 I/O設(shè)備通過接口模塊與主機相連。設(shè)備通過接口模塊與主機相連。 設(shè)有數(shù)據(jù)和控制通路，數(shù)據(jù)設(shè)有數(shù)據(jù)和控制通路，數(shù)據(jù)經(jīng)過接口既起到了緩沖作用，經(jīng)過接口既起到了緩沖作用，又可完成串又可完成串- -并轉(zhuǎn)

3、換，而且可并轉(zhuǎn)換，而且可使多臺使多臺I/OI/O設(shè)備分時占用總線，設(shè)備分時占用總線，實現(xiàn)并行工作。實現(xiàn)并行工作。串行串行 工作工作3. 具有通道結(jié)構(gòu)的階段具有通道結(jié)構(gòu)的階段4. 具有具有 I/O 處理機的階段處理機的階段通道是用來負(fù)責(zé)管理通道是用來負(fù)責(zé)管理I/OI/O設(shè)備以及實現(xiàn)主存與設(shè)備以及實現(xiàn)主存與I/OI/O設(shè)備之間設(shè)備之間交換信息的部件，可視為一種具有特殊功能的處理器；交換信息的部件，可視為一種具有特殊功能的處理器； 有專用通道指令有專用通道指令, ,能獨立地執(zhí)行用通道指令編寫的輸能獨立地執(zhí)行用通道指令編寫的輸入輸出程序，入輸出程序，但不是一個完全獨立的處理器但不是一個完全獨立的處理器

4、；是從屬于是從屬于CPU的一個專用處理器；的一個專用處理器； 基本獨立于主機工作，既可完成基本獨立于主機工作，既可完成I/OI/O通道的功能，又通道的功能，又可以進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換、格式處理、數(shù)據(jù)塊檢錯、糾錯等可以進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換、格式處理、數(shù)據(jù)塊檢錯、糾錯等 二、輸入輸出系統(tǒng)的組成二、輸入輸出系統(tǒng)的組成1. I/O 軟件軟件(1) I/O 指令指令(2) 通道指令通道指令CPU 指令的一部分指令的一部分通道自身的指令通道自身的指令 指出數(shù)組的首地址、傳送字?jǐn)?shù)、操作命令指出數(shù)組的首地址、傳送字?jǐn)?shù)、操作命令如如 IBM/370 通道指令為通道指令為 64 位位操作碼操作碼命令碼命令碼設(shè)備碼設(shè)備碼2. I/

5、O 硬件硬件設(shè)備設(shè)備接口模塊、接口模塊、 設(shè)備控制器、設(shè)備控制器、設(shè)備設(shè)備帶有接口的帶有接口的I/O系統(tǒng)系統(tǒng)具有通道的具有通道的I/O系統(tǒng)系統(tǒng)具有通道的具有通道的I/O系統(tǒng)系統(tǒng)三、三、I/O 設(shè)備與主機的聯(lián)系方式設(shè)備與主機的聯(lián)系方式1. I/O 設(shè)備編址方式設(shè)備編址方式(1) 統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址(2) 不統(tǒng)一編址不統(tǒng)一編址用取數(shù)、存數(shù)指令用取數(shù)、存數(shù)指令有專門的有專門的 I/O 指令指令2. 設(shè)備選址設(shè)備選址用設(shè)備選擇電路識別是否被選中用設(shè)備選擇電路識別是否被選中3. 傳送方式傳送方式(1) 串行串行(2) 并行并行4. 聯(lián)絡(luò)方式聯(lián)絡(luò)方式(1) 立即響應(yīng)立即響應(yīng)(2) 異步工作異步工作“Read

6、y”“Strobe”I/O 接接 口口I/O 設(shè)設(shè) 備備CPU并行并行指令一到，立即響應(yīng)，無需特殊聯(lián)絡(luò)信號指令一到，立即響應(yīng)，無需特殊聯(lián)絡(luò)信號 在交換信息前，各司其職，出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)信號時才準(zhǔn)備交在交換信息前，各司其職，出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)信號時才準(zhǔn)備交換信息。換信息。 一般用于一般用于I/O設(shè)備與主機工作速度不匹配時。設(shè)備與主機工作速度不匹配時。采用應(yīng)答信號采用應(yīng)答信號(3) 同步工作同步工作采用同步時標(biāo)采用同步時標(biāo)要求要求I/O設(shè)備與設(shè)備與CPU的工作速度完全同；的工作速度完全同； CPU必須以必須以I/O設(shè)備的速率接收和傳送數(shù)據(jù)；設(shè)備的速率接收和傳送數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)字?jǐn)?shù)據(jù)字命令字命令字命令字命令字0 1 1

7、0 1 0 0 0起始位起始位終止位終止位9.09 ms2 9.09 ms串行串行起始位起始位終止位終止位9.09 ms2 9.09 ms5. I/O 設(shè)備與主機的連接方式設(shè)備與主機的連接方式(1) 輻射式連接輻射式連接(2) 總線連接總線連接 外設(shè)外設(shè) 外設(shè)外設(shè) 外設(shè)外設(shè) 主主機機不便于增刪設(shè)備不便于增刪設(shè)備每臺設(shè)備都配有一套每臺設(shè)備都配有一套控制線路和一組信號線控制線路和一組信號線便于增刪設(shè)備便于增刪設(shè)備四、四、I/O設(shè)備與主機信息傳送的控制方式設(shè)備與主機信息傳送的控制方式程序查詢方式；程序查詢方式；程序中斷方式；程序中斷方式；直接存儲器存取直接存儲器存取DMA方式；方式；I/O通道方式；

8、通道方式；I/O處理機方式；處理機方式； CPU 和和 I/O 串行工作串行工作踏步等待踏步等待CPU讀讀I/O狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài)未準(zhǔn)備就緒未準(zhǔn)備就緒出錯出錯從從I/O接口中讀接口中讀 一個字到一個字到CPU從從CPU向主存向主存 寫入一個字寫入一個字CPU向向I/O發(fā)發(fā) 讀指令讀指令CPU讀讀I/O狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài) 完成否完成否未準(zhǔn)備就緒未準(zhǔn)備就緒現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序是是出錯出錯已準(zhǔn)備就緒已準(zhǔn)備就緒否否程序查詢方式流程程序查詢方式流程1. 程序查詢方式程序查詢方式2. 程序中斷方式程序中斷方式I/O 工作工作CPU 不查詢不查詢CPU 暫停現(xiàn)行程序暫?，F(xiàn)行程序自身準(zhǔn)備自身準(zhǔn)備與主機

9、交換信息與主機交換信息CPU 和和 I/O 并行工作并行工作 啟動啟動I/OI/O設(shè)備設(shè)備現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序KK+1沒有踏步等待現(xiàn)象沒有踏步等待現(xiàn)象中斷現(xiàn)行程序中斷現(xiàn)行程序程序中斷方式流程程序中斷方式流程CPU 向向 I/O 發(fā)讀指令發(fā)讀指令CPU 讀讀 I/O 狀態(tài)狀態(tài)檢查狀態(tài)檢查狀態(tài)完成否？完成否？CPU 做其他事情做其他事情I/O 設(shè)備工作設(shè)備工作準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒CPU I/O從從 CPU 向主存寫入一個字向主存寫入一個字CPU 主存主存從從 I/O 接口中讀一個字到接口中讀一個字到CPUI/O CPU中斷請求中斷請求I/O CPU出錯出錯是是否否未錯未錯3. D

10、MA 方式方式主存和主存和 I/O 之間有一條直接數(shù)據(jù)通道之間有一條直接數(shù)據(jù)通道不中斷現(xiàn)行程序不中斷現(xiàn)行程序周期挪用（周期竊?。┲芷谂灿茫ㄖ芷诟`取）CPU 和和 I/O 并行工作并行工作存取周期結(jié)束存取周期結(jié)束CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請求請求啟動啟動I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備一個存取周期一個存取周期實現(xiàn)實現(xiàn)I/O與主存之間的傳送與主存之間的傳送存取周期結(jié)束存取周期結(jié)束CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序DMA請求請求啟動啟動I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備一個存取周期一個存取周期實現(xiàn)實現(xiàn)I/O與主存與主存之間的

11、傳送之間的傳送CPU 執(zhí)行執(zhí)行現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序CPU查詢等待并傳輸查詢等待并傳輸I/O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CPU 執(zhí)行執(zhí)行現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序啟動啟動I/OI/O 準(zhǔn)備及傳送準(zhǔn)備及傳送指令執(zhí)行周期結(jié)束指令執(zhí)行周期結(jié)束CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序CPU 執(zhí)行現(xiàn)行程序執(zhí)行現(xiàn)行程序啟動啟動I/O中斷請求中斷請求I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備CPU 處理中斷服務(wù)程序處理中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)實現(xiàn) I/O 與主機之間的傳送與主機之間的傳送間間斷斷啟動啟動I/O啟動啟動I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備中斷請求中斷請求啟動啟動I/OI/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備一個存取周期一個存取周期DMA請求請求程序程序查詢查詢方式方式程序程序中斷中斷方式方式DMA

12、方式方式I/O 準(zhǔn)備及傳送準(zhǔn)備及傳送間間斷斷I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備I/O準(zhǔn)備準(zhǔn)備三種方式的三種方式的 CPU 工作效率比較工作效率比較第二節(jié)第二節(jié) I/O設(shè)備一、概述一、概述二、輸入設(shè)備二、輸入設(shè)備三、輸出設(shè)備三、輸出設(shè)備四、其他四、其他五、多媒體技術(shù)五、多媒體技術(shù)一、概述一、概述主機主機 設(shè)備設(shè)備控制器控制器機、電機、電磁、光磁、光部分部分I/O接接口口外部設(shè)備外部設(shè)備外部設(shè)備大致分三類外部設(shè)備大致分三類鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、顯示器鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、顯示器 磁盤、光盤、磁帶磁盤、光盤、磁帶1. 人機交互設(shè)備人機交互設(shè)備2. 計算機信息存儲設(shè)備計算機信息存儲設(shè)備3. 機機 機通信設(shè)備機通信設(shè)備調(diào)制解調(diào)

13、器等調(diào)制解調(diào)器等二、輸入設(shè)備二、輸入設(shè)備1. 鍵盤鍵盤2. 鼠標(biāo)鼠標(biāo)按鍵按鍵判斷哪個鍵按下判斷哪個鍵按下將此鍵翻譯成將此鍵翻譯成 ASCII 碼碼 （編碼鍵盤法）（編碼鍵盤法）機械式機械式 金屬球金屬球 電位器電位器光電式光電式 光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器完成輸入程序、數(shù)據(jù)完成輸入程序、數(shù)據(jù)和操作命令等和操作命令等采用硬件確認(rèn)哪個采用硬件確認(rèn)哪個鍵被按下的方法鍵被按下的方法4. 其它輸入設(shè)備其它輸入設(shè)備3. 觸摸屏觸摸屏光筆光筆畫筆與圖形板畫筆與圖形板圖像輸入設(shè)備圖像輸入設(shè)備電阻式、電容式、電阻式、電容式、 表面超聲波式表面超聲波式掃描紅外線式、掃描紅外線式、 壓感式壓感式三、輸出設(shè)備三、輸出設(shè)備1

14、. 顯示器顯示器(1) 字符顯示字符顯示(2) 圖形顯示圖形顯示(3) 圖像顯示圖像顯示字符發(fā)生器字符發(fā)生器主觀圖像主觀圖像客觀圖像客觀圖像2. 打印機打印機(1) 擊打式擊打式(2) 非擊打式非擊打式點陣式（逐字、逐行）點陣式（逐字、逐行）噴墨（逐字）噴墨（逐字）激光（逐頁）激光（逐頁）四、其他四、其他1. A/D、D/A2. 終端終端3. 漢字處理漢字處理完成顯示控制與存儲、鍵盤管理及通信控制完成顯示控制與存儲、鍵盤管理及通信控制模擬模擬/數(shù)字（數(shù)字?jǐn)?shù)字（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器模擬）轉(zhuǎn)換器漢字輸入、漢字存儲、漢字輸出漢字輸入、漢字存儲、漢字輸出由鍵盤和顯示器組成由鍵盤和顯示器組成五、多媒體技術(shù)

15、五、多媒體技術(shù)1. 什么是多媒體什么是多媒體2. 多媒體計算機的關(guān)鍵技術(shù)多媒體計算機的關(guān)鍵技術(shù)強調(diào)計算機與聲音、活動圖像和文字的結(jié)合強調(diào)計算機與聲音、活動圖像和文字的結(jié)合視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮技術(shù)視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮技術(shù)多媒體專用芯片多媒體專用芯片大容量存儲器大容量存儲器適用于多媒體技術(shù)的軟件適用于多媒體技術(shù)的軟件第三節(jié)第三節(jié) I/O 接 口一、概述一、概述二、接口的功能和組成二、接口的功能和組成三、接口類型三、接口類型一、概述一、概述為什么要設(shè)置接口？為什么要設(shè)置接口？1. 實現(xiàn)設(shè)備的選擇實現(xiàn)設(shè)備的選擇2. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖達(dá)到速度匹配4. 實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換實現(xiàn)

16、電平轉(zhuǎn)換5. 傳送控制命令傳送控制命令6. 反映設(shè)備的狀態(tài)（反映設(shè)備的狀態(tài)（“忙忙”、“就緒就緒”、“中斷請求中斷請求”）3. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)串實現(xiàn)數(shù)據(jù)串 并格式轉(zhuǎn)換并格式轉(zhuǎn)換注意接口和端口的區(qū)別：注意接口和端口的區(qū)別：端口是指接口電路中的一些寄端口是指接口電路中的一些寄存器，這些寄存器分別用來存放數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息存器，這些寄存器分別用來存放數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息二、接口的功能和組成二、接口的功能和組成(1) 設(shè)備選擇線設(shè)備選擇線(2) 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線(3) 命令線命令線(4) 狀態(tài)線狀態(tài)線I/O 接口接口設(shè)備設(shè)備I/O 接口接口設(shè)備設(shè)備數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令線命令線狀態(tài)線狀態(tài)線I/O總線總線設(shè)備選擇線設(shè)

17、備選擇線 總線連接方總線連接方式的式的 I/O 接接口電路口電路2. 接口的功能和組成接口的功能和組成功能功能組成組成選址功能選址功能傳送命令的功能傳送命令的功能傳送數(shù)據(jù)的功能傳送數(shù)據(jù)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器命令寄存器、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記完成觸發(fā)器完成觸發(fā)器 D工作觸發(fā)器工作觸發(fā)器 B中斷請求觸發(fā)器中斷請求觸發(fā)器 INTR屏蔽觸發(fā)器屏蔽觸發(fā)器 MASK3. I/O 接口的基本組成接口的基本組成 命令寄存器命令寄存器和命令譯碼器和命令譯碼器 設(shè)備選擇設(shè)備選擇 電路電路 設(shè)備狀態(tài)設(shè)備狀態(tài) 標(biāo)

18、記標(biāo)記 數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖 寄存器寄存器DBR 控制邏輯電路控制邏輯電路I/O接口接口外外 部部 設(shè)設(shè) 備備數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令命令狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線命令線命令線狀態(tài)線狀態(tài)線CPU地址線地址線并行接口并行接口串行接口串行接口可編程接口可編程接口不可編程接口不可編程接口1. 按數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù) 傳送方式傳送方式 分類分類2. 按功能按功能 選擇的靈活性選擇的靈活性 分類分類Intel 8255Intel 8251Intel 8255、 Intel 8251Intel 8212三、接口類型三、接口類型通用接口通用接口專用接口專用接口3. 按按 通用性通用性 分類分類4. 按數(shù)據(jù)傳送的按數(shù)據(jù)傳送的 控制方式控

19、制方式 分類分類中斷接口中斷接口DMA 接口接口Intel 8255、 Intel 8251Intel 8279、 Intel 8275Intel 8259Intel 8257第四節(jié) 程序查詢方式一、程序查詢流程一、程序查詢流程二、程序查詢方式的接口電路二、程序查詢方式的接口電路一、程序查詢流程一、程序查詢流程1. 查詢流程查詢流程檢查狀態(tài)標(biāo)記檢查狀態(tài)標(biāo)記交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒?是是否否單個設(shè)備單個設(shè)備測測試試指指令令轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移指指令令傳傳送送指指令令檢查狀態(tài)標(biāo)記檢查狀態(tài)標(biāo)記1 設(shè)備設(shè)備1 準(zhǔn)備就緒？準(zhǔn)備就緒？檢查狀態(tài)標(biāo)記檢查狀態(tài)標(biāo)記N 設(shè)備設(shè)備N準(zhǔn)備就緒？準(zhǔn)備就緒？處理設(shè)備處理設(shè)備1

20、是是否否否否處理設(shè)備處理設(shè)備N是是多個設(shè)備多個設(shè)備2. 程序流程程序流程設(shè)置主存緩沖區(qū)首址設(shè)置主存緩沖區(qū)首址設(shè)置計數(shù)值設(shè)置計數(shù)值啟動外設(shè)啟動外設(shè)傳送一個數(shù)據(jù)傳送一個數(shù)據(jù)修改主存地址修改主存地址修改計數(shù)值修改計數(shù)值結(jié)束結(jié)束I/O傳送傳送準(zhǔn)備好？準(zhǔn)備好？傳送完？傳送完？未完未完是是完完否否 保存保存 寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路DBRQQ&數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒啟動命令啟動命令地址線地址線SEL輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)啟動設(shè)備啟動設(shè)備設(shè)備工作設(shè)備工作 結(jié)束結(jié)束DB二、程序查詢方式的接口電路二、程序查詢方式的接口電路10 10以輸入為例以輸入為例第五節(jié) 程序中斷方式一、中斷的概

21、念一、中斷的概念二、二、I/O 中斷的產(chǎn)生中斷的產(chǎn)生三、程序中斷方式的接口電路三、程序中斷方式的接口電路四、四、I/O 中斷處理過程中斷處理過程五、中斷服務(wù)程序流程五、中斷服務(wù)程序流程一、中斷的概念一、中斷的概念KK+1QQ+1中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序2入口入口1入口入口2中斷：中斷：計算機計算機在執(zhí)行過程中，在執(zhí)行過程中，當(dāng)出現(xiàn)異常情當(dāng)出現(xiàn)異常情況或特殊請求況或特殊請求時，停止現(xiàn)行時，停止現(xiàn)行程序的運行，程序的運行，轉(zhuǎn)向這些情況轉(zhuǎn)向這些情況或請求的處理，或請求的處理，處理結(jié)束后再處理結(jié)束后再返回現(xiàn)行程序返回現(xiàn)行程序中斷處，繼續(xù)中斷處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。執(zhí)行原程序。二、

22、二、I/O 中斷的產(chǎn)生中斷的產(chǎn)生以打印機為例以打印機為例發(fā)中斷請求發(fā)中斷請求 空閑空閑接收接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)接收接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備準(zhǔn)備發(fā)中斷請求發(fā)中斷請求打印打印打印打印打印機打印機執(zhí)行主程序執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷中斷返回中斷返回響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷中斷返回中斷返回 啟動啟動打印機打印機傳送傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CPUCPU 與打印機并行工作與打印機并行工作三、程序中斷方式的接口電路三、程序中斷方式的接口電路1. 配置中斷請求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器配置中斷請求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器DQ&1INTR 中斷請求觸發(fā)器中斷請求觸發(fā)器INT

23、R = 1 有請求有請求MASK 中斷屏蔽觸發(fā)器中斷屏蔽觸發(fā)器MASK = 1 被屏蔽被屏蔽來自來自 CPU 的的中斷查詢信號中斷查詢信號受設(shè)備本身控制受設(shè)備本身控制INTR D MASKQD 完成觸發(fā)器完成觸發(fā)器中斷請求中斷請求不允許級別低不允許級別低的中斷源中斷的中斷源中斷正在運行的中正在運行的中斷程序斷程序2. 排隊器排隊器排隊排隊在在 CPU 內(nèi)或在接口電路中（鏈?zhǔn)脚抨犉鳎﹥?nèi)或在接口電路中（鏈?zhǔn)脚抨犉鳎┯布布浖浖?詳見第八章詳見第八章INTP1INTP2INTP3INTP4INTR1INTR2INTR3INTR4 1& 1& 1& 1& INTR1

24、設(shè)備設(shè)備 1#、2#、3#、4# 優(yōu)先級按優(yōu)先級按 降序排列降序排列INTRi = 1 有請求有請求 即即 INTRi = 01INTP11INTP21INTP31INTP4&INTR1INTR2INTR3INTR4INTR1INTR2INTR3INTR4 1& 1& 1& 1& INTP1INTP2INTP3INTP4INTR2INTR1INTR1INTR21&INTP23. 中斷向量地址形成部件中斷向量地址形成部件入口地址入口地址向量地址向量地址排隊器輸出排隊器輸出硬件向量法硬件向量法由軟件產(chǎn)生由軟件產(chǎn)生 顯示器服務(wù)程序顯示器服務(wù)程序 打印機

25、服務(wù)程序打印機服務(wù)程序JMP 400JMP 300JMP 200主存主存12H13H14H200300向量地址向量地址入口地址入口地址入口地址入口地址中斷向量地址中斷向量地址 形成部件形成部件 設(shè)備設(shè)備編碼器編碼器1 0 0 0000100100 1 0 000010011由由 硬件硬件 產(chǎn)生產(chǎn)生 向量地址向量地址再由再由 向量地址向量地址 找到找到 入口地址入口地址設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路DBR DQ&數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線啟動命令啟動命令地址線地址線SEL輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)啟動設(shè)備啟動設(shè)備設(shè)備工作設(shè)備工作 結(jié)束結(jié)束&1QQDINTR BQQMASK 設(shè)備編碼器設(shè)備編碼器排隊器排隊器中斷

26、查詢中斷查詢來自高一級來自高一級 的排隊器的排隊器至低一級至低一級的排隊器的排隊器向量地址向量地址中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) INTA中斷請求中斷請求命令譯碼命令譯碼4. 程序中斷方式接口電路的基本組成程序中斷方式接口電路的基本組成四、四、I/O 中斷處理過程中斷處理過程1. CPU 響應(yīng)中斷的條件和時間響應(yīng)中斷的條件和時間(1) 條件條件(2) 時間時間允許中斷觸發(fā)器允許中斷觸發(fā)器 EINT = 1用用 開中斷開中斷 指令將指令將 EINT 置置 “1”用用 關(guān)中斷關(guān)中斷 指令將指令將 EINT 置置“ 0” 或硬件或硬件 自動復(fù)位自動復(fù)位當(dāng)當(dāng) D = 1（隨機）且（隨機）且 MASK = 0 時時在

27、每條指令執(zhí)行階段的結(jié)束前在每條指令執(zhí)行階段的結(jié)束前CPU 發(fā)發(fā) 中斷查詢信號中斷查詢信號（將（將 INTR 置置“1”）設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路DBR DQ&數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線啟動命令啟動命令地址線地址線SEL輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)啟動設(shè)備啟動設(shè)備設(shè)備工作設(shè)備工作 結(jié)束結(jié)束&1QQDINTR BQQ MASK設(shè)備編碼器設(shè)備編碼器排隊器排隊器中斷查詢中斷查詢來自高一級來自高一級 的排隊器的排隊器至低一級至低一級的排隊器的排隊器向量地址向量地址中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) INTA中斷請求中斷請求命令譯碼命令譯碼2. I/O 中斷處理過程中斷處理過程10&DBR設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路01以輸入為

28、例以輸入為例五、中斷服務(wù)程序流程五、中斷服務(wù)程序流程1. 中斷服務(wù)程序的流程中斷服務(wù)程序的流程(1) 保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場(2) 中斷服務(wù)中斷服務(wù)(3) 恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場(4) 中斷返回中斷返回對不同的對不同的 I/O 設(shè)備具有不同內(nèi)容的設(shè)備服務(wù)設(shè)備具有不同內(nèi)容的設(shè)備服務(wù)中斷返回指令中斷返回指令中斷隱指令完成中斷隱指令完成進(jìn)棧指令進(jìn)棧指令出棧指令出棧指令程序斷點的保護(hù)程序斷點的保護(hù)寄存器內(nèi)容的保護(hù)寄存器內(nèi)容的保護(hù)2. 單重中斷和多重中斷單重中斷和多重中斷不允許中斷不允許中斷 現(xiàn)行的現(xiàn)行的 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序單重單重 中斷中斷多重多重 中斷中斷允許級別更高允許級別更高 的中斷源的中斷源中斷中斷

29、 現(xiàn)行的現(xiàn)行的 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序3. 單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程中斷否？中斷否？保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場 開中斷開中斷中斷返回中斷返回取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 程序斷點進(jìn)棧程序斷點進(jìn)棧 關(guān)中斷關(guān)中斷 向量地址向量地址 PC中斷周期中斷周期是是中斷返回中斷返回保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場開中斷開中斷開中斷開中斷開中斷開中斷中斷隱指令中斷隱指令中斷隱指令中斷隱指令否否取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令中斷否？中斷否？否否 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 程序斷點進(jìn)棧程序斷點進(jìn)棧 關(guān)中

30、斷關(guān)中斷向量地址向量地址 PC中斷周期中斷周期是是中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序單重單重 多重多重 單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程主程序和服務(wù)程序搶占主程序和服務(wù)程序搶占 CPU 示意圖示意圖準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)發(fā)中斷請求發(fā)中斷請求發(fā)中斷請求發(fā)中斷請求I/O宏觀宏觀 上上 CPU 和和 I/O 并行并行 工作工作微觀微觀 上上 CPU 中斷現(xiàn)行程序中斷現(xiàn)行程序 為為 I/O 服務(wù)服務(wù)主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序啟動外設(shè)啟動外設(shè) 服務(wù)程序服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)）（傳送數(shù)據(jù)） 服務(wù)程序服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)

31、）（傳送數(shù)據(jù)）繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU第六節(jié)第六節(jié) DMA 方式方式DMA (Direct Memory Access)方式方式即直接存儲器訪問方式，是為了在主存與外即直接存儲器訪問方式，是為了在主存與外設(shè)之間實現(xiàn)高速、批量數(shù)據(jù)交換而設(shè)置的；設(shè)之間實現(xiàn)高速、批量數(shù)據(jù)交換而設(shè)置的；DMA方式的數(shù)據(jù)傳送直接依靠硬件方式的數(shù)據(jù)傳送直接依靠硬件(DMA控控制器制器)來實現(xiàn)，不需要執(zhí)行任何程序；來實現(xiàn)，不需要執(zhí)行任何程序；無論程序查詢還是程序中斷方式，主要的工無論程序查詢還是程序中斷方式，主要的工作都是由作都是由CPU執(zhí)行程序完成的，這需要花費執(zhí)行程序完成的，這需要花費時間，因此不能實現(xiàn)高速外

32、設(shè)與主機的信息時間，因此不能實現(xiàn)高速外設(shè)與主機的信息交換。交換。 一、一、DMA 方式的特點方式的特點二、二、DMA 接口的功能和組成接口的功能和組成三、三、DMA 的工作過程的工作過程四、四、DMA 接口的類型接口的類型一、一、DMA 方式的特點方式的特點1. DMA 和程序中斷兩種方式的數(shù)據(jù)通路和程序中斷兩種方式的數(shù)據(jù)通路CPU主主存存ACC 中斷接口中斷接口DMA 接口接口I/O 設(shè)設(shè) 備備中斷方式數(shù)據(jù)傳送通路中斷方式數(shù)據(jù)傳送通路輸入指令輸入指令輸出指令輸出指令DMA方式數(shù)據(jù)傳送通路方式數(shù)據(jù)傳送通路既不需要既不需要CPU干預(yù)也干預(yù)也不需要軟件介入的情不需要軟件介入的情況下在兩者之間進(jìn)行況

33、下在兩者之間進(jìn)行的高速數(shù)據(jù)傳送的高速數(shù)據(jù)傳送2. DMA 與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式(1) 停止停止 CPU 訪問主存訪問主存控制簡單控制簡單v用用DMA請求信號迫使請求信號迫使CPU讓出總線控制權(quán)讓出總線控制權(quán);vCPU在現(xiàn)行機器周期執(zhí)行完成之后，使其數(shù)據(jù)、在現(xiàn)行機器周期執(zhí)行完成之后，使其數(shù)據(jù)、地址總線處于三態(tài)，并輸出總線批準(zhǔn)信號地址總線處于三態(tài)，并輸出總線批準(zhǔn)信號;v每次每次DMA請求獲得批準(zhǔn)，請求獲得批準(zhǔn)，DMA控制器獲得總線控制器獲得總線控制權(quán)以后，連續(xù)占用若干個存取周期控制權(quán)以后，連續(xù)占用若干個存取周期(總線周總線周期期)進(jìn)行成組連續(xù)的數(shù)據(jù)傳送，直至批量傳送結(jié)進(jìn)

34、行成組連續(xù)的數(shù)據(jù)傳送，直至批量傳送結(jié)束，束，DMA控制器才把總線控制權(quán)交回控制器才把總線控制權(quán)交回CPU;主存工作時間主存工作時間CPU不執(zhí)行程序不執(zhí)行程序DMA不工作不工作DMA不工作不工作DMA工作工作 CPU控制控制并使用主存并使用主存 DMA控制控制并使用主存并使用主存tvCPUCPU處于不工作狀態(tài)或保持狀態(tài)，僅能進(jìn)行一些與總處于不工作狀態(tài)或保持狀態(tài)，僅能進(jìn)行一些與總線無關(guān)的內(nèi)部操作；線無關(guān)的內(nèi)部操作；v未充分發(fā)揮未充分發(fā)揮 CPU CPU 對主存的利用率對主存的利用率, ,只適用于高速外只適用于高速外設(shè)的成組傳送設(shè)的成組傳送(2) (2) 周期挪用（或周期竊取）周期挪用（或周期竊?。?/p>

35、v當(dāng)外設(shè)沒有當(dāng)外設(shè)沒有DMADMA請求時，請求時，CPUCPU按程序要求訪問按程序要求訪問主存；主存；v一旦外設(shè)有一旦外設(shè)有DMADMA請求并獲得請求并獲得CPUCPU批準(zhǔn)后，批準(zhǔn)后，CPUCPU讓讓出一個周期總線控制權(quán)，由出一個周期總線控制權(quán)，由DMADMA控制器控制系控制器控制系統(tǒng)總線，挪用一個存取周期進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳統(tǒng)總線，挪用一個存取周期進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送，傳送一個字節(jié)或字；送，傳送一個字節(jié)或字；v然后，然后，DMADMA控制器將總線控制權(quán)交回控制器將總線控制權(quán)交回CPUCPU，CPUCPU繼續(xù)進(jìn)行自己的操作，等待下一個繼續(xù)進(jìn)行自己的操作，等待下一個DMADMA請求的請求的到來。重復(fù)上述過

36、程，直至數(shù)據(jù)塊傳送完畢。到來。重復(fù)上述過程，直至數(shù)據(jù)塊傳送完畢。DMA 訪問主存有三種可能訪問主存有三種可能 CPU 此時不訪存此時不訪存 CPU 正在訪存正在訪存 CPU 與與 DMA 同時請求訪存同時請求訪存CPU 將總線控制權(quán)讓給將總線控制權(quán)讓給 DMA，優(yōu)先保證優(yōu)先保證DMA工作工作周期挪用對周期挪用對CPUCPU無影響無影響必須等待當(dāng)前機器周期結(jié)束必須等待當(dāng)前機器周期結(jié)束主存工作時間主存工作時間 CPU控制控制并使用主存并使用主存 DMA控制控制并使用主存并使用主存t 當(dāng)主存工作速度高出外設(shè)較多時，當(dāng)主存工作速度高出外設(shè)較多時，采用周期挪用法可以提高主存的利用率，采用周期挪用法可以提

37、高主存的利用率，且對且對CPU的影響較小，因此，高速主機的影響較小，因此，高速主機系統(tǒng)常采用這種方法。系統(tǒng)常采用這種方法。(3) DMA 與與 CPU 交替訪問交替訪問v適用于適用于CPUCPU的工作周期比主存周期長的情況；的工作周期比主存周期長的情況；v將一個將一個CPUCPU周期分成兩個時間周期周期分成兩個時間周期C1C1和和C2C2；CPU 工作周期工作周期C1 專供專供 DMA 訪存訪存C2 專供專供 CPU 訪存訪存所有指令執(zhí)行過程中的一個基準(zhǔn)時間所有指令執(zhí)行過程中的一個基準(zhǔn)時間主存工作時間主存工作時間DMA控制控制并使用主存并使用主存CPU控制控制并使用主存并使用主存tv不需要不需

38、要申請、建立和歸還申請、建立和歸還總線；總線；vCPUCPU不停止現(xiàn)行程序的運行，也不進(jìn)入保持狀態(tài)；不停止現(xiàn)行程序的運行，也不進(jìn)入保持狀態(tài)；v相應(yīng)的硬件邏輯變得更復(fù)雜；相應(yīng)的硬件邏輯變得更復(fù)雜；DMA不工作不工作DMA不工作不工作CPUCPU控制并使用主存控制并使用主存DMADMA控制并使用主存控制并使用主存主存工作時間主存工作時間停止停止CPUCPU訪問主存訪問主存交替訪問交替訪問周期挪用周期挪用DMA三種傳送方式三種傳送方式CPUCPU控制并使用主存控制并使用主存DMADMA控制并使用主存控制并使用主存主存工作時間主存工作時間CPUCPU控制并使用主存控制并使用主存DMADMA控制并使用主

39、存控制并使用主存主存工作時間主存工作時間二、二、DMA DMA 接口的功能和組成接口的功能和組成DMADMA接口相對于查詢式接口和中斷式接口來說比接口相對于查詢式接口和中斷式接口來說比較復(fù)雜，在較復(fù)雜，在DMADMA傳送過程中，傳送過程中，DMADMA接口將接管接口將接管CPUCPU的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，CPUCPU的主存的主存控制信號被禁止使用；控制信號被禁止使用；DMADMA傳送結(jié)束后，傳送結(jié)束后，DMADMA接口將恢復(fù)接口將恢復(fù)CPUCPU的一切權(quán)力的一切權(quán)力并開始執(zhí)行其操作；并開始執(zhí)行其操作；由此可見，由此可見，DMADMA接口必須具有控制系統(tǒng)

40、總線的接口必須具有控制系統(tǒng)總線的能力，即能夠像能力，即能夠像CPUCPU一樣輸出地址信號，接收或發(fā)一樣輸出地址信號，接收或發(fā)出控制信號，輸入或輸出數(shù)據(jù)信號。出控制信號，輸入或輸出數(shù)據(jù)信號。1. DMA 接口功能接口功能(1) 向向 CPU 申請申請 DMA 傳送傳送(2) 處理總線處理總線 控制權(quán)的轉(zhuǎn)交控制權(quán)的轉(zhuǎn)交(3) 管理管理 系統(tǒng)總線、系統(tǒng)總線、控制控制 數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送(4) 確定確定 數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送的 首地址和長度首地址和長度(5) DMA 傳送結(jié)束時，傳送結(jié)束時，給出操作完成信號給出操作完成信號修正修正 傳送過程中的數(shù)據(jù)傳送過程中的數(shù)據(jù) 地址地址 和和 長度長度2. DMA 接

41、口組成接口組成(1)(1)主存地址計數(shù)器（主存地址計數(shù)器（AR)AR) 用來存放待交換數(shù)據(jù)的主存地址。該計數(shù)器的初始值用來存放待交換數(shù)據(jù)的主存地址。該計數(shù)器的初始值為主存緩沖區(qū)的首地址，當(dāng)為主存緩沖區(qū)的首地址，當(dāng)DMADMA傳送時，每傳送一個數(shù)據(jù)，傳送時，每傳送一個數(shù)據(jù)，將地址計數(shù)器加將地址計數(shù)器加“1”1”，直至這批數(shù)據(jù)傳送完畢為止。，直至這批數(shù)據(jù)傳送完畢為止。(2)(2)字計數(shù)器（字計數(shù)器（WC)WC) 用來記錄傳送數(shù)據(jù)塊的長度。其初始值為傳送數(shù)據(jù)的用來記錄傳送數(shù)據(jù)塊的長度。其初始值為傳送數(shù)據(jù)的總字?jǐn)?shù)或總字節(jié)數(shù)，每傳送一個字或一個字節(jié)，計數(shù)器自總字?jǐn)?shù)或總字節(jié)數(shù)，每傳送一個字或一個字節(jié)，計數(shù)

42、器自動減動減“1”1”，當(dāng)其內(nèi)容為，當(dāng)其內(nèi)容為0 0時表示數(shù)據(jù)已全部傳送完畢。時表示數(shù)據(jù)已全部傳送完畢。 ( (有些有些DMADMA控制器中，初始時將字?jǐn)?shù)或字節(jié)數(shù)求補之后控制器中，初始時將字?jǐn)?shù)或字節(jié)數(shù)求補之后送計數(shù)器，每傳送一個字或一個字節(jié)，計數(shù)器加送計數(shù)器，每傳送一個字或一個字節(jié)，計數(shù)器加“1”1”，當(dāng)計數(shù)器溢出時，表示數(shù)據(jù)傳送完畢當(dāng)計數(shù)器溢出時，表示數(shù)據(jù)傳送完畢) )(3)(3)數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器(BR)(BR)用來暫存每次傳送的數(shù)據(jù)。輸入時，數(shù)據(jù)由外設(shè)用來暫存每次傳送的數(shù)據(jù)。輸入時，數(shù)據(jù)由外設(shè)( (如磁盤如磁盤) )先送往數(shù)據(jù)緩沖寄存器，再通過數(shù)據(jù)總線送先送往數(shù)據(jù)緩沖寄存器，再

43、通過數(shù)據(jù)總線送到主存。輸出，則相反。到主存。輸出，則相反。(4)(4)設(shè)備地址寄存器（設(shè)備地址寄存器（DAR)DAR)存放存放I/OI/O設(shè)備的設(shè)備碼或表示設(shè)備信息存儲區(qū)的尋設(shè)備的設(shè)備碼或表示設(shè)備信息存儲區(qū)的尋址信息，如磁盤數(shù)據(jù)所在區(qū)號、盤面號等，具體內(nèi)容址信息，如磁盤數(shù)據(jù)所在區(qū)號、盤面號等，具體內(nèi)容取決于取決于I/OI/O設(shè)備的數(shù)據(jù)格式和地址編碼方式。設(shè)備的數(shù)據(jù)格式和地址編碼方式。(5)DMA(5)DMA請求觸發(fā)器請求觸發(fā)器每當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后給出一個控制信號每當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后給出一個控制信號 DREQ DREQ ，使使DMADMA請求觸發(fā)器置位。請求觸發(fā)器置位。(6)DMA(6)DMA控

44、制邏輯控制邏輯它由控制和時序電路以及狀態(tài)標(biāo)志等組成，當(dāng)收到它由控制和時序電路以及狀態(tài)標(biāo)志等組成，當(dāng)收到設(shè)備準(zhǔn)備好一個數(shù)據(jù)字時發(fā)送的設(shè)備準(zhǔn)備好一個數(shù)據(jù)字時發(fā)送的 DREQDREQ 信號后，發(fā)送信號后，發(fā)送DMADMA請求信號請求信號 HRQ HRQ 到到CPUCPU ，在收到，在收到CPUCPU響應(yīng)信號響應(yīng)信號 HLDA HLDA 后負(fù)責(zé)管理后負(fù)責(zé)管理DMADMA傳送全過程，包括修改傳送參數(shù)、識別傳送全過程，包括修改傳送參數(shù)、識別總線類型、指定傳送方向，通知設(shè)備已授予使用一個總線類型、指定傳送方向，通知設(shè)備已授予使用一個DMADMA周期，發(fā)出周期，發(fā)出 DACK DACK 信號。信號。(7)(7

45、)中斷機構(gòu)中斷機構(gòu)當(dāng)一個數(shù)據(jù)塊傳送完畢后觸發(fā)中斷機構(gòu)，向當(dāng)一個數(shù)據(jù)塊傳送完畢后觸發(fā)中斷機構(gòu)，向CPUCPU提提出中斷請求，出中斷請求，CPUCPU將進(jìn)行將進(jìn)行DMADMA傳送的后處理。傳送的后處理。DMA接口接口主主存存CPUDMA 接口組成接口組成DMA 控控 制制 邏邏 輯輯 中中 斷斷 機機 構(gòu)構(gòu)設(shè)備設(shè)備HLDAARWCDARHRQ中斷請求中斷請求數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線+1+1溢出信號溢出信號DREQDACKBR三、三、DMA 的工作過程的工作過程1. DMA 傳送過程傳送過程預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理(1) 預(yù)處理預(yù)處理通過幾條輸入輸出指令預(yù)置如下信息通過幾條輸

46、入輸出指令預(yù)置如下信息 通知通知 DMA 控制邏輯傳送方向（入控制邏輯傳送方向（入/出）出） 設(shè)備地址設(shè)備地址 DMA 的的 DAR 主存地址主存地址 DMA 的的 AR 傳送字?jǐn)?shù)傳送字?jǐn)?shù) DMA 的的 WC (2) 數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送預(yù)處理：預(yù)處理：主存起始地址主存起始地址設(shè)備地址設(shè)備地址 傳送數(shù)據(jù)個數(shù)傳送數(shù)據(jù)個數(shù)啟動設(shè)備啟動設(shè)備DMADMADMA數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送：繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序同時完成一批數(shù)據(jù)傳送同時完成一批數(shù)據(jù)傳送后處理后處理：中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序做做 DMA 結(jié)束處理結(jié)束處理繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU允許傳送？允許傳送？主存地址送總線主存地址送總線數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)送I

47、/O設(shè)備（或主存設(shè)備（或主存 ）修改修改 主存地址主存地址修改修改 字計數(shù)器字計數(shù)器 數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊傳送結(jié)束？傳送結(jié)束？向向CPU申請申請 程序中斷程序中斷DMA請求請求否否否否是是是是數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送DMA 傳送過程示意圖傳送過程示意圖BR設(shè)備設(shè)備DMA 控控 制制 邏邏 輯輯 中中 斷斷 機機 構(gòu)構(gòu)ARWCDARDMA接口接口主主存存CPU+1+1數(shù)據(jù)傳送過程（輸入）數(shù)據(jù)傳送過程（輸入）DREQHRQHLDA地址線地址線DACK數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線溢出信號溢出信號中斷請求中斷請求ARWC+1+1BRBRBRBRBRBR設(shè)備設(shè)備DMA 控控 制制 邏邏 輯輯 中中 斷斷 機機 構(gòu)構(gòu)ARWCDARDMA接口接口主主存存CPU+1+1BRDREQHRQHLDA地址線地址線DACK數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線溢出信號溢出信號中斷請求中斷請求ARWC+1+1數(shù)據(jù)傳送過程（輸出）數(shù)據(jù)傳送過程（輸出）BRBRBRBR(3) 后處理后處理校驗送入主存的數(shù)是否正確校驗送入主存的數(shù)是否正確決定是否繼續(xù)用決定是否繼續(xù)用 DMA傳送其它數(shù)據(jù)