調(diào)制解調(diào)器介紹課件

計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.1概述5.1.1輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況5.1.1.1初級(jí)階段M.MCPUI/OI/O特點(diǎn)：（1）分散連接，線路復(fù)雜，故障率高。（2）CPU和I/O串行工作，程序查詢方式（3）CPU工作效率受影響5.1.1.2總線接口階段

主機(jī)接口接口設(shè)備1設(shè)備n……總線特點(diǎn)：1）總線連接，故障率低

2）CPU和I/O并行工作，分時(shí)占用總線：中斷

3）傳輸不受CPU的限制：DMA5.1.1.3具有通道結(jié)構(gòu)的階段

CPUM.M通道I/O特點(diǎn)：1）通道可以看作是一個(gè)I/O處理器，有專(zhuān)用通道指令。

2）I/O通道受CPU控制：?jiǎn)?dòng)、停止5.1.1.4具有I/O處理機(jī)的階段

I/O處理機(jī)又稱外圍處理機(jī)（PPU），基本獨(dú)立于主機(jī)工作。它即可以完成I/O控制，還可以完成碼制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能。使I/O系統(tǒng)對(duì)主機(jī)來(lái)說(shuō)獨(dú)立性更高。5.1.2輸入輸出系統(tǒng)的組成I/O系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中完成輸入/輸出功能的子系統(tǒng)，由I/O軟件和I/O硬件兩部分聯(lián)合組成。5.1.2.1I/O硬件：由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有I/O設(shè)備及其接口電路組成，是I/O系統(tǒng)的基礎(chǔ)。5.1.2.2I/O軟件：

通常指用I/O指令編制的、對(duì)I/O接口及設(shè)備進(jìn)行管理和訪問(wèn)的程序，常稱為I/O驅(qū)動(dòng)程序。只有在I/O驅(qū)動(dòng)程序的作用下，I/O硬件才能發(fā)揮相應(yīng)的作用。5.1.2.3I/O編址方式：

CPU訪問(wèn)I/O設(shè)備是通過(guò)給每臺(tái)I/O設(shè)備分配一個(gè)唯一的編號(hào)來(lái)識(shí)別的，稱為I/O地址。常用的I/O編址方式有兩種：2）I/O獨(dú)立編址：

機(jī)器為I/O設(shè)備專(zhuān)門(mén)安排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼，稱為設(shè)備碼（號(hào)）。此時(shí)I/O地址空間與主存地址空間是兩個(gè)獨(dú)立的空間，CPU需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的I/O指令來(lái)訪問(wèn)I/O地址空間。

由于機(jī)器所帶的I/O設(shè)備的數(shù)量比主存單元少得多，因此I/O地址空間比主存空間小得多。1）I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址：

I/O地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，這樣I/O設(shè)備就和主存占用了同一個(gè)地址空間。此時(shí)CPU可像訪問(wèn)主存一樣訪問(wèn)I/O設(shè)備，不需要安排專(zhuān)門(mén)的I/O指令。

機(jī)器指令系統(tǒng)中完成I/O操作的一類(lèi)指令，它具有一般指令的基本特征，又有其特殊性。通常指令系統(tǒng)中對(duì)I/O指令的安排采用兩種方式：1）隱式I/O指令：

在I/O設(shè)備與主存統(tǒng)一編址的機(jī)器中，所有具有訪存功能的指令都可以訪問(wèn)I/O，因此不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的I/O指令，即在指令系統(tǒng)一覽表里查不到明顯具有I/O功能的指令，稱為I/O隱指令。2）顯式I/O指令：

在I/O獨(dú)立編址的機(jī)器中，需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置I/O指令，只有通過(guò)I/O指令才能對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行操作。在這類(lèi)機(jī)器的指令系統(tǒng)一覽表中可明顯看到I/O類(lèi)指令。如In、OUT指令等。5.1.2.4I/O指令：

I/O指令的一般格式：

操作碼

命令碼

設(shè)備碼

操作碼：給出I/O指令標(biāo)志；

命令碼：進(jìn)一步指出I/O操作類(lèi)型；常見(jiàn)的I/O操作有：輸入、輸出、狀態(tài)測(cè)試等。

設(shè)備碼：給出I/O設(shè)備的編號(hào)。

由I/O指令給出要訪問(wèn)的I/O地址，通過(guò)地址總線發(fā)往I/O接口，接口中的設(shè)備選擇電路進(jìn)行識(shí)別，如地址符合即選中，CPU可對(duì)所選I/O進(jìn)行讀寫(xiě)等操作。5.1.2.5I/O尋址過(guò)程5.1.3I/O與主機(jī)信息傳送的控制方式1、程序查詢方式（程序直接控制）：

簡(jiǎn)單，CPU效率低，CPU、各外設(shè)串行工作；

2、程序中斷方式：

CPU利用效率略高，CPU、各外設(shè)可并行工作；

3、直接存儲(chǔ)器存取方式（DMA）：外設(shè)直接訪問(wèn)內(nèi)存，CPU利用效率高；

4、I/O通道方式：

使用通道（專(zhuān)用處理機(jī)）來(lái)完成I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送，使CPU能更高效率的運(yùn)行程序；

5、外圍處理機(jī)方式：

使用小型、微型計(jì)算機(jī)，獨(dú)立于主機(jī)（大型機(jī)）來(lái)全面完成I/O事務(wù)，確保CPU主要用于執(zhí)行程序。5.2I/O接口接口——硬件上廣義指計(jì)算機(jī)各部件間進(jìn)行連接的邏輯部件。一般指CPU和I/O設(shè)備間的連接部件，即I/O接口。引入接口的原因：由外設(shè)的特點(diǎn)決定的外設(shè)的特點(diǎn)：種類(lèi)和品種繁多；工作速度快慢不一；信號(hào)類(lèi)型和電平種類(lèi)不同設(shè)置接口的理由：

1、通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖實(shí)現(xiàn)CPU與I/O間的速度匹配；

2、通過(guò)串—并（或并—串）轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)CPU與I/O之間的 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；

3、通過(guò)電平匹配實(shí)現(xiàn)CPU與I/O之間的電氣轉(zhuǎn)換；

4、通過(guò)接收與傳達(dá)控制命令實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)I/O接口的控制；

5、通過(guò)保存與傳送I/O狀態(tài)實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)I/O的查詢；

6、通過(guò)設(shè)備選擇電路向CPU提供I/O尋址功能。5.2.1接口的概念5.2.2接口的功能和組成(1)設(shè)備選擇線(2)數(shù)據(jù)線(3)命令線(4)狀態(tài)線I/O接口設(shè)備I/O接口設(shè)備數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線I/O總線設(shè)備選擇線5.2.2.1總線連接方式的I/O接口電路功能組成選址功能傳送命令的功能傳送數(shù)據(jù)的功能反映設(shè)備狀態(tài)的功能設(shè)備選擇電路命令寄存器、命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖寄存器設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記完成觸發(fā)器D工作觸發(fā)器B中斷請(qǐng)求觸發(fā)器INTR屏蔽觸發(fā)器MASK5.2.2.2I/O接口的基本組成

命令寄存器和命令譯碼器

設(shè)備選擇電路

設(shè)備狀態(tài)標(biāo)記

數(shù)據(jù)緩沖寄存器DBR

控制邏輯電路I/O接口外部設(shè)備數(shù)據(jù)線命令狀態(tài)數(shù)據(jù)線命令線狀態(tài)線CPU地址線I/O端口：為了便于程序?qū)/O接口中的各種寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，通常給每個(gè)寄存器分配一個(gè)地址編號(hào)，這種編號(hào)被稱為I/O端口地址，相應(yīng)的寄存器也叫作I/O端口。注意：I/O接口和I/O端口是兩個(gè)不同的概念。一個(gè)接口中往往包含若干個(gè)端口，因此接口地址往往包含有若干個(gè)端口地址。接口中包含的端口數(shù)據(jù)端口控制端口狀態(tài)端口暫存數(shù)據(jù)信息接受控制信息反映接口外設(shè)的狀態(tài)信息5.2.3接口與端口5.2.4I/O接口分類(lèi)5.2.4.1按數(shù)據(jù)傳送格式劃分（1）并行接口

接口外設(shè)系統(tǒng)總線接口與系統(tǒng)總線、接口與外設(shè)均按并行方式傳送數(shù)據(jù)。并并數(shù)據(jù)各位同時(shí)傳送。（2）串行接口適用于設(shè)備本身并行工作，距主機(jī)較近的場(chǎng)合。并串接口與系統(tǒng)總線并行傳送，接口與外設(shè)串行傳送。數(shù)據(jù)逐位分時(shí)傳送。適用于設(shè)備本身串行工作，或距主機(jī)較遠(yuǎn)，或需減少傳送線的情況。5.2.4.2按時(shí)序控制方式劃分（1）同步接口接口與系統(tǒng)總線的信息傳送由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制。（2）異步接口

接口外設(shè)系統(tǒng)總線接口與系統(tǒng)總線的信息傳送采用異步應(yīng)答方式。不需要設(shè)定統(tǒng)一時(shí)鐘。異步方式與方式又可分為異步并行方式和異步串行方式異步并行方式：CPUI/O接口I/O設(shè)備數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線字或字節(jié)ReadyStrobe特點(diǎn)：按字或字節(jié)各位同時(shí)傳送；按應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系。異步串行方式：

特點(diǎn)：按位串行傳送；按應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系。這種方式要求數(shù)據(jù)格式中設(shè)置同步信息。異步串行數(shù)據(jù)格式如下：CPUI/O接口I/O設(shè)備數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線二進(jìn)制位ReadyStrobe起始位（低）

奇偶停止位校驗(yàn)位（高）0/10/10/10/10/10/10/10/1數(shù)據(jù)位主機(jī)I/O6I/O3I/O1I/O2I/O5I/O45.2.4.3按連接方式分類(lèi)早期：輻射式，CPU和每個(gè)I/O都有直接連線.不便于增刪設(shè)備主機(jī)I/O1I/O2I/On…………總線當(dāng)前：總線式，所有I/O都通過(guò)公用的總線與CPU連接。8259A8251串行接口A/D與D/A134256788088系統(tǒng)主機(jī)板組成3~8都是典型的接口5.3總線5.3.1為什么要用總線計(jì)算機(jī)內(nèi)部件間互連方式：早期：分散連接

以運(yùn)算器為核心，內(nèi)部連線復(fù)雜，尤其是當(dāng)I/O與存儲(chǔ)器交換信息時(shí)，都需要經(jīng)過(guò)運(yùn)算器，嚴(yán)重影響CPU的工作效率。

采用存儲(chǔ)器為核心的分散連接結(jié)構(gòu)，雖采用中斷、DMA等技術(shù)，仍無(wú)法解決I/0設(shè)備與主機(jī)之間連接的靈活性。目前：總線連接5.3.2總線及其技術(shù)特點(diǎn)1、總線：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間的公共的信息傳遞通道。2、技術(shù)特點(diǎn)

1）使系統(tǒng)中的連線大大減少，可靠性高

2）便于硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化，便于接口設(shè)計(jì)

3）易于系統(tǒng)模塊化，可替換性好

4）便于維修，即可維護(hù)性好

5）分時(shí)傳送，任意時(shí)刻只有一個(gè)源發(fā)送，可由多個(gè)部件接收

6）有仲裁機(jī)制

7）缺點(diǎn)：傳輸率受帶寬限制，且總線一旦故障，整個(gè)系統(tǒng)將癱瘓

注意：總線的主要組成部分為連接計(jì)算機(jī)各功能部件的邏輯電路，包括管理信息傳輸規(guī)則的電路，因此決不能把總線理解為單純的連接線。

數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線雙向雙向與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)有關(guān)單向與存儲(chǔ)地址、I/O地址有關(guān)從不同角度有不同的分法1、從信息傳輸?shù)姆较蛐陨戏謫蜗螂p向2、從傳輸信息的類(lèi)型上分（從功能上分）5.3.3總線的分類(lèi)3、從信息傳送形式上分串行并行1）片內(nèi)總線：指芯片內(nèi)部的總線，如CPU芯片內(nèi)的總線2）芯片總線：CPU片內(nèi)總線的延伸，是CPU與外部硬件接口的通路。4.從層次上分3）系統(tǒng)總線：芯片總線的驅(qū)動(dòng)能力有限，系統(tǒng)中部件較多時(shí)，需加入總線驅(qū)動(dòng)器，形成系統(tǒng)總線，又稱為底板總線、內(nèi)總線。通常它將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種插件板連在一起，構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總線。4)通信（或設(shè)備）總線：常用的設(shè)備總線有：連接智能儀表的IEEE－488通用接口總線連接外設(shè)的小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口SCSI總線連接串行設(shè)備的RS－232總線等

又稱外總線，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間或計(jì)算機(jī)與其他系統(tǒng)（設(shè)備）之間的總線。5）局部總線：

在系統(tǒng)總線之外，為兩個(gè)以上模塊提供的高速傳輸信息的通道。局部總線的產(chǎn)生有兩種情況：一是在多主設(shè)備系統(tǒng)中為減輕系統(tǒng)總線的負(fù)載；二是在單主設(shè)備系統(tǒng)中為滿足高速外設(shè)與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸率。1、總線標(biāo)準(zhǔn)

為適應(yīng)模塊化設(shè)計(jì)，使各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品具有可組合性和可替換性，需要對(duì)總線進(jìn)行規(guī)范，提出一種標(biāo)準(zhǔn)的信息傳遞通道?？偩€標(biāo)準(zhǔn)分為兩類(lèi)：一類(lèi)是由國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)制定的（RS—232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制定的）

，另一類(lèi)是由某廠家設(shè)計(jì)而廣泛流行的（PCI總線：Intel聯(lián)合IBM，Compaq等100多家公司聯(lián)合共同開(kāi)發(fā)）2、總線規(guī)范每個(gè)總線標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)的規(guī)范說(shuō)明，一般包括以下幾個(gè)部分

1）機(jī)械性能規(guī)范：模板尺寸、插頭、連接器的規(guī)格及位置等。

2）功能規(guī)范：信號(hào)線的序號(hào)、名稱及功能等。

3）電氣特性的規(guī)范：信號(hào)線的電平種類(lèi)、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間、負(fù)載能力等。5.3.4總線的標(biāo)準(zhǔn)與總線規(guī)范評(píng)價(jià)總線性能的優(yōu)劣

1、總線寬度：主要是總線的位數(shù)。如4/8/16/32/64直接影響總線的傳輸率（吞吐量）

2、標(biāo)準(zhǔn)傳輸率（總線帶寬）單位時(shí)間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。以MB/S表示。例如：某總線工作頻率為8.33MHZ，總線寬度為16位，則標(biāo)準(zhǔn)傳輸率為8.33M×2B/s=16.66MB/s3、總線定時(shí)協(xié)議（握手機(jī)制）數(shù)據(jù)傳輸采用何種時(shí)鐘控制。分為同步、異步、半同步、分離式幾種

4、總線控制方式：如仲裁機(jī)制、自動(dòng)配置等。

5、總線復(fù)用兩種不同時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)共用一組物理線路，即分時(shí)使用同一組總線，稱為總線的多路分時(shí)復(fù)用。其目的在于減少芯片的引腳數(shù)。

6、信號(hào)線數(shù)：總線所包含的全部信號(hào)線的總數(shù)。

7、其它指標(biāo)：如負(fù)載能力、電源電壓、能否擴(kuò)展等。5.3.5總線的性能指標(biāo)總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線總線時(shí)鐘帶寬ISA168MHz（獨(dú)立）16MBpsEISA328.33MHz（獨(dú)立）33MBpsVESA(VL-BUS)3232MHz（CPU）133MBpsPCI326433MHz（獨(dú)立）64MHz（獨(dú)立）132MBps266MBpsAGP3266.7MHz（獨(dú)立）133MHz（獨(dú)立）266MBps533MBpsRS-232串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（計(jì)算機(jī)）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器）之間的標(biāo)準(zhǔn)接口USB串行接口總線標(biāo)準(zhǔn)普通無(wú)屏蔽雙絞線帶屏蔽雙絞線最高1.5Mbps(USB1.0)12Mbps(USB1.0)480Mbps

(USB2.0)幾種常見(jiàn)總線的性能5.3.6常用的總線標(biāo)準(zhǔn)5.3.6.1系統(tǒng)總線1).IBMPC總線和ISA總線

IBMPC總線是IBMPC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)采用的微型機(jī)總線。它是針對(duì)Intel8088微處理器設(shè)計(jì)的，有62條信號(hào)線，以適應(yīng)8088的8位數(shù)據(jù)線和20位地址線。為了和Inte180286等高性能16位微處理器兼容，IBM公司在PC總線基礎(chǔ)上增加了一個(gè)36引腳的AT擴(kuò)展插座而形成AT總線。IBMPC/AT總線也稱為ISA總線。

ISA是將微處理器芯片總線經(jīng)緩沖直接映射到系統(tǒng)總線上，也是一種原始的總線設(shè)計(jì)。并且，ISA總線沒(méi)有支持總線仲裁的硬件邏輯，所以不支持多主設(shè)備系統(tǒng)?，F(xiàn)在，ISA總線仍然被使用，特別是在工控機(jī)中。但在這種微機(jī)系統(tǒng)中，為了發(fā)揮32位微處理器的性能，往往把主板上的存儲(chǔ)器直接連到CPU的芯片總線上，而ISA總線僅作為擴(kuò)展I/O模塊的總線。2).STD總線

1987年，STD總線最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)是和所有8位微處理器相兼容，以小尺寸(4.5in×6.5in)、高可靠性、低價(jià)格的面貌出現(xiàn)，為嵌入式系統(tǒng)提供解決手段。通常人們把STD總線稱為“蘭領(lǐng)總線”，因?yàn)樗褌?cè)重點(diǎn)放在工業(yè)測(cè)控應(yīng)用上。

16位微處理器出現(xiàn)后，為了仍舊能使用該總線，采用周期竊取和總線復(fù)用技術(shù)來(lái)擴(kuò)充地址線和數(shù)據(jù)線，所以STD是8位/16位兼容的總線。為了能和32位微處理器80386、80486、68030等兼容，近年來(lái)又定義了STD32總線標(biāo)準(zhǔn)，且與原來(lái)8位總線的I/O模板兼容。

局部總線是為解決高性能CPU與低性能的系統(tǒng)總線之間的瓶頸問(wèn)題而提出的。出于對(duì)兼容性的考慮，還不能將ISA總線淘汰掉，所以需要一個(gè)變通辦法來(lái)解決該瓶頸，辦法之一就是采用局部總線。

高性能CPU的芯片總線可以支持很高的數(shù)據(jù)傳輸率，因而可將某些模塊直接掛接在芯片總線上，實(shí)際上許多主板上的存儲(chǔ)器都是采用該方法。但對(duì)于多個(gè)模塊，CPU的芯片總線驅(qū)動(dòng)就能力不夠了，因而需增加驅(qū)動(dòng)電路，這樣就形成了局部總線，它為CPU和高速的外設(shè)間提供了一條直接通路。5.3.6.2局部總線簡(jiǎn)介1).PCI總線

PCI總線是廠家自發(fā)制定的一種企業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)總線，是專(zhuān)門(mén)為奔騰系列芯片而設(shè)計(jì)，可滿足圖形界面及高速傳輸率擴(kuò)展卡的需求。Intel公司于1991年首先提出了PCI總線的概念。之后，Intel聯(lián)合IBM，Compaq等100多家公司聯(lián)合共同開(kāi)發(fā)PCI總線，并于1993年推出了PCI總線標(biāo)準(zhǔn)。因局部總線PCI等非常流行和普及，現(xiàn)在大多數(shù)人認(rèn)為局部總線PCI等就是系統(tǒng)總線。因此，局部總線和系統(tǒng)總線沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，現(xiàn)在統(tǒng)稱為系統(tǒng)總線。**PCI總線的特點(diǎn)（1）獨(dú)立于處理器。工作頻率與CPU時(shí)鐘無(wú)關(guān)，可支持多機(jī)系統(tǒng)及未來(lái)的處理器。（2）傳輸效率高。支持64位數(shù)據(jù)總線，總線速度為66MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)528MB/s。（3）多總線共存。PCI有良好的兼容性，可支持ISA，EISA，MCA，SCSI，IDE等多種總線，同時(shí)還預(yù)留了發(fā)展空間。（4）支持兩種電壓。PCI提供兩種信號(hào)環(huán)境：5V和3.3V，并可進(jìn)行兩種環(huán)境的轉(zhuǎn)換，擴(kuò)大了他的適應(yīng)范圍。（5)具有即插即用功能。PCI標(biāo)準(zhǔn)允許PCI局部總線擴(kuò)展卡和元件進(jìn)行自動(dòng)配置，提供了即插即用的能力。（6)合理的管腳安排。PCI總線采用數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用結(jié)構(gòu)，減少了總線的引用腳數(shù)，從而可節(jié)省線路空間降低設(shè)計(jì)成本，目標(biāo)設(shè)備可用47引腳，總線主控設(shè)備可用49引腳。（7）PCI對(duì)32位與64位總線的使用是透明的，它允許32位與64位器件相互協(xié)作。（8）支持突發(fā)傳輸，支持總線主控方式，采用同步操作。

計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的信息交換稱為通信，這里的設(shè)備可以是外部設(shè)備，也可以是計(jì)算機(jī)。設(shè)備總線，也稱為通信總線，就是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)或外部設(shè)備間互連的一類(lèi)總線。按通信方式可分為并行總線和串行總線。

1).RS—232C

是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）與BELL等公司一起開(kāi)發(fā)的1969年頒布的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。字母RS表示RecommandedStandard（推薦標(biāo)準(zhǔn)），232是識(shí)別代碼，C是標(biāo)準(zhǔn)的版本號(hào)。RS232C總線的特點(diǎn)（1）可實(shí)現(xiàn)雙工通信

RS232C總線規(guī)定了25條線，包含兩個(gè)信號(hào)通道，即第一個(gè)通道（又稱主通道）和第二通道（又稱副通道），因此可以實(shí)現(xiàn)雙工通信。對(duì)于一般應(yīng)用，使用最多使用9條線即可以完成，所以，在微機(jī)系統(tǒng)中既有25針RS—232C接口，也有9針RS—232C接口。5.3.6.3設(shè)備總線（2）具有多種傳輸速率，可適應(yīng)不同速率的外設(shè)

RS232C規(guī)定了11種標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率有：50，75，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，19200波特。因此，RS232C總線還可以靈活地適應(yīng)于不同速率的設(shè)備。在應(yīng)用時(shí)，對(duì)于慢速外設(shè)可以選低的傳輸速率，反之，可選較高的傳輸速率。（3）采用串行傳輸方式，傳輸距離遠(yuǎn)由于RS232C將微機(jī)的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232C電平，其傳送距離在基帶傳送時(shí)可達(dá)30m。若是利用光電隔離20mA電流環(huán)進(jìn)行傳送，其傳送距離可達(dá)100m。如果在該總線接口上再加上調(diào)制解調(diào)器(MODEM)，利用有線、無(wú)線或光纖進(jìn)行傳送，其距離會(huì)更遠(yuǎn)。（4）采用負(fù)邏輯，抗干擾能力強(qiáng)規(guī)定邏輯“1”為低于-5V的信號(hào)，邏輯“0”為大于+5V的信號(hào)。一般信號(hào)電平多采用±12V或±15V，這就大大提高了抗干擾能力。（5）RS－232總線定義引腳號(hào)信號(hào)名稱說(shuō)明引腳號(hào)信號(hào)名稱說(shuō)明12345678910111213PGTxDRxDRTSCTSDSRSGDCD備用備用備用SCFSCB保護(hù)地輸出，發(fā)送數(shù)據(jù)輸入，接收數(shù)據(jù)輸出，請(qǐng)求發(fā)送輸入，允許發(fā)送輸入，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒信號(hào)地輸入，接收信號(hào)檢出輸入，第二接收信號(hào)檢出輸入，第二清除發(fā)送141516171819202122232425SBADBSBBDD備用SCADTRCGRICH/CIDA備用輸出，第二發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送碼元定時(shí)（DCE）輸入，第二接收數(shù)據(jù)輸出，接收碼元定時(shí)輸出，第二請(qǐng)求發(fā)送輸出，數(shù)據(jù)終端就緒輸出，數(shù)據(jù)質(zhì)量檢出輸入，振鈴數(shù)碼速率選擇輸出，發(fā)送碼元定時(shí)（6）PC機(jī)與其他設(shè)備的連接利用PC機(jī)的RS232C串行接口總線可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與其他的具有RS232C接口的設(shè)備或計(jì)算機(jī)的連接。723731542372061543276202PC外設(shè)外設(shè)PC2).SCSI總線(smallcomputersysteminterface)SCSI是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口簡(jiǎn)稱。SCSI接口是高速硬盤(pán)接口規(guī)范，采用8/16/32位并行總線，可用于硬盤(pán)、光盤(pán)、掃描儀、打印機(jī)、磁帶機(jī)等多種外圍設(shè)備的連接。下圖是一個(gè)有兩個(gè)主適配器和多個(gè)外設(shè)的SCSI系統(tǒng)，主機(jī)與適配器通過(guò)系統(tǒng)總線聯(lián)系。3).ATA（ATAttachment）

又稱IDE（IntegratedDriveElectronics）。從1985年上市到1992年，它一直是純硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)接口。為了與SCSI競(jìng)爭(zhēng)，WD公司推出了增強(qiáng)型IDE標(biāo)準(zhǔn)EIDE，即ATA-2標(biāo)準(zhǔn)，ATA-2不僅可以連接硬盤(pán)，而且可以連接CD-ROM磁帶機(jī)等存儲(chǔ)設(shè)備，它允許接4臺(tái)設(shè)備，支持大于528MB的硬盤(pán)容量。

2001年Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出新的硬盤(pán)接口規(guī)范SerialATA（即串行ATA），簡(jiǎn)稱SATA，它以連續(xù)串行的方式傳送資料，在同一時(shí)間點(diǎn)內(nèi)只會(huì)有1位數(shù)據(jù)傳輸，此做法能減小接口的針腳數(shù)目，用四個(gè)針就完成了所有的工作（第1針發(fā)出、2針接收、3針供電、4針地線）。這樣做法能降低電力消耗，減小發(fā)熱量。4).USB(UNIVERSALSERIALBUS)

USB總線是1994年以Intel為首包括Compad、HP、Lucent、Microsoft、NEC、Philips7家公司聯(lián)合發(fā)布的新一代通用串行總線。1996年推出了標(biāo)準(zhǔn)版本USB1.0，2000年又推出了標(biāo)準(zhǔn)版本USB2.0,2008年發(fā)布了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)，最大傳輸帶寬高達(dá)625MB/s，同時(shí)在使用A型的接口時(shí)向下兼容。但還未有實(shí)際產(chǎn)品。USB有可能取代許多總線標(biāo)準(zhǔn)，成為微機(jī)與許多外設(shè)或系統(tǒng)進(jìn)行連接的主要或唯一的途徑。USB的特點(diǎn)

USB是一種快速的、雙向的、同步的、低成本的可動(dòng)態(tài)加入的串行總線。它有許多優(yōu)良的性能。

（1）提供熱即插即用功能連接外設(shè)不必打開(kāi)機(jī)箱，也不必關(guān)閉主機(jī)電源，能夠自我識(shí)別外設(shè)，能自動(dòng)在驅(qū)動(dòng)器與配置間進(jìn)行功能映射；可動(dòng)態(tài)地加入與重新配顯外設(shè)。（2）適用范圍很寬它適用于帶寬從幾Kb/s到幾百M(fèi)b/s范圍的設(shè)備，即可連接鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、攝像頭、游戲設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)外設(shè)的低速設(shè)備，也可連接電話、聲卡、麥克風(fēng)、壓縮視頻這樣的全速設(shè)備，還可以連接視頻、存儲(chǔ)器、圖像這樣的高速設(shè)備。（3）總線利用率高支持同一束電纜上的同步以及異步傳輸，支持多設(shè)備的并行操作，支持最多127個(gè)物理設(shè)備，支持主機(jī)與設(shè)備間的多數(shù)據(jù)和消息流傳輸；允許接入復(fù)合設(shè)備。因?yàn)閰f(xié)議的額外開(kāi)銷(xiāo)較低，所以總線利用率很高。（4）傳輸靈活它允許傳送不同大小的包，并通過(guò)適配包的大小與等待時(shí)間來(lái)允許設(shè)備數(shù)據(jù)率有一定范圍的變化；它在協(xié)議中建立了用于緩沖處理的流控制。（5）機(jī)制強(qiáng)壯它在協(xié)議中建立了錯(cuò)誤處理/故障恢復(fù)機(jī)制；可在被用戶察覺(jué)的時(shí)間內(nèi)識(shí)別動(dòng)態(tài)加入和退出的設(shè)備，并支持故障設(shè)備的識(shí)別。（6）提供了低成本的實(shí)現(xiàn)方案它對(duì)外設(shè)與主機(jī)硬件中的集成進(jìn)行了優(yōu)化；適應(yīng)低成本外設(shè)的開(kāi)發(fā)；提供低成本電纜和連接器使用商品技術(shù)；USB結(jié)構(gòu)可以升級(jí)為在一個(gè)系統(tǒng)中支持多個(gè)USB主機(jī)控制器。（7）生命力強(qiáng)

USB是一種開(kāi)放性的不具有專(zhuān)利版權(quán)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此不存在版權(quán)問(wèn)題，具有強(qiáng)大的生命力。5).IEEE1394

是IEEE在APPLE公司的高速串行總線Firewire（火線）基礎(chǔ)上制定的串行總線標(biāo)準(zhǔn)。

1394具有更多的外設(shè)支持能力，尤其在影視多媒體方面有優(yōu)異的支持能力；使用存儲(chǔ)器映射地址總線；有真正的即插即用和熱插拔能力；提供更長(zhǎng)的電纜（設(shè)備間4.5m，總線末端間為72m）和更高的速率（數(shù)據(jù)傳輸率為50Mb/s、100Mb/s、400Mb/s）。1394十分容易配置，它采用6線連接，樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，最多可接63個(gè)設(shè)備。在存儲(chǔ)設(shè)備接口中，IEEE1394被認(rèn)為將有可能取代SCSI及ATA接口。1997年Seagate及Maxtor分別于Comdex’97中展示了1394接口硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的雛形機(jī)種，1995年10月，Sony在可攝式錄象機(jī)上首先將1394接口列為標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，IEEE1394是一種高速外設(shè)總線，就是面對(duì)高速外設(shè)的。6).CAN總線

1986年2月，在SAE（汽車(chē)工程人員協(xié)會(huì)）大會(huì)上，RoberBosch公司提出CAN。這個(gè)由Bosch公司設(shè)計(jì)的新的總線系統(tǒng)．稱之為“AutomotiveSerialControllerAreaNetwork”（汽車(chē)串行控制局域網(wǎng)）1987年，Intel公司推出第一片CAN控制芯片——82526。它是CAN協(xié)議的第一個(gè)在硬件上的實(shí)現(xiàn)。

由于采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的設(shè)什，CAN總線與一般的通信總線相比，它的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。其特點(diǎn)可概括如下：

．CAN是到目前為止唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。．CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。

．在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求，優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)最多可在134μs內(nèi)得到傳輸。．CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)迭信息出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，

．CAN節(jié)點(diǎn)只需通過(guò)對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。．CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)11km；通信速率最高可達(dá)1Mbps。．CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)。．CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。．CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響．5.3.7總線結(jié)構(gòu)5.3.7.1單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中使用唯一的一組總線（包括數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線）連接所有的部件和設(shè)備。早期的小型機(jī)、微型機(jī)常采用這種結(jié)構(gòu)，如美國(guó)DEC公司的PDP-11機(jī)。DennisRitchie

（站）和KenThompson

（坐）在一臺(tái)PDP-11前的照片Dennis：C語(yǔ)言和UNIX之父Ken：UNIX之父特點(diǎn)：1、控制簡(jiǎn)單、便于擴(kuò)充、造價(jià)低

2、易形成系統(tǒng)的瓶頸

①由于各部件只能分時(shí)使用總線，系統(tǒng)工作效率低。

②總線設(shè)備之間傳輸速率不匹配。單總線（系統(tǒng)總線）CPUM.MI/O接口

外部設(shè)備1

外部設(shè)備2I/O接口…

外部設(shè)備nI/O接口…5.3.7.2多總線結(jié)構(gòu)采用多種速率不同的總線，將工作速度相差較大的設(shè)備掛在不同的總線上，低速總線作為高速總線的一個(gè)設(shè)備工作。具有特殊功能的處理器由通道對(duì)I/O統(tǒng)一管理通道I/O接口

設(shè)備n

……I/O接口

設(shè)備0

CPU主存主存總線I/O總線

下圖是傳統(tǒng)微機(jī)總線的結(jié)構(gòu)示意圖。無(wú)論高速局域網(wǎng)、高性能圖形設(shè)備還是低速的FAX、Modem都掛在ISA或EISA總線上，并通過(guò)ISA或EISA總線控制器與系統(tǒng)總線相連。存儲(chǔ)器SCSIII控制器主存控制器ISAEISA8MHz16位數(shù)據(jù)通路標(biāo)準(zhǔn)總線控制器33MHz32位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線調(diào)制解調(diào)器多媒體高速局域網(wǎng)高性能圖形CPU…PCI總線就是一種三總線結(jié)構(gòu)。由下圖可知PCI總線通過(guò)PCI橋路與CPU總線相連。這種結(jié)構(gòu)使CPU總線與PCI總線互相隔離，具有更高的靈活性，可以支持更多的高速運(yùn)行設(shè)備，而且具有即插即用的特性。CPU多媒體PCI橋高速局域網(wǎng)高性能圖形調(diào)制解調(diào)器圖文傳真PCI總線系統(tǒng)總線33MHz的32位數(shù)據(jù)通路8MHz的16位數(shù)據(jù)通路ISAEISA標(biāo)準(zhǔn)總線控制器SCSIⅡ

控制器存儲(chǔ)器總線結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)性能的影響：總的來(lái)說(shuō)：系統(tǒng)中總線條數(shù)越多，系統(tǒng)并行性越好，工作效率越高，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，造價(jià)越高。系統(tǒng)中總線條數(shù)越少，越強(qiáng)調(diào)分時(shí)使用總線，工作效率越受影響，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，成本越低。5.3.8總線控制5.3.8.1總線控制的功能和特點(diǎn)1、總線控制就是管理總線的使用，包括總線上設(shè)備的管理和設(shè)備使用總線的過(guò)程管理。具體功能如下：

2、特點(diǎn)：總線控制的功能由總線控制器來(lái)完成。而總線控制器在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上并不一定存在一個(gè)獨(dú)立的控制器模塊。它的功能可能分布在總線的各個(gè)部件或設(shè)備上。

總線資源的管理資源：存儲(chǔ)空間、I/O空間、中斷、通道管理：資源分配、沖突判定、設(shè)備選擇、啟動(dòng)、復(fù)位總線仲裁總線定時(shí)（通信控制）總線連接，實(shí)現(xiàn)不同總線協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換

1).總線設(shè)備分類(lèi)控制能力總線主設(shè)備：對(duì)總線具有控制能力，信息傳送的發(fā)起者總線從設(shè)備：沒(méi)有總線控制權(quán)，只能響應(yīng)總線命令信息傳送總線源設(shè)備總線目標(biāo)設(shè)備訪問(wèn)控制存儲(chǔ)器設(shè)備I/O設(shè)備5.3.8.2總線仲裁（總線判優(yōu)）2).總線仲裁方式的分類(lèi)從不同角度有不同的分類(lèi)方法從仲裁電路結(jié)構(gòu)串行仲裁并行仲裁優(yōu)先排隊(duì)策略固定優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)仲裁電路分布集中仲裁分布仲裁設(shè)備狀態(tài)設(shè)備請(qǐng)求方式主動(dòng)控制器查詢方式被動(dòng)“請(qǐng)求—查詢—應(yīng)答”3.集中仲裁的方式和特點(diǎn)1）鏈?zhǔn)讲樵儯和ㄟ^(guò)一條判優(yōu)鏈路（優(yōu)先鏈）對(duì)所有主設(shè)備逐個(gè)串行進(jìn)行查詢?？偩€控制部件I/O接口0…BSBRI/O接口1I/O接口n…BG數(shù)據(jù)線地址線BS-總線忙BR-總線請(qǐng)求BG-總線同意查詢方法：從離總線控制部件最近的設(shè)備開(kāi)始查起。首先查到的一定是所有提出請(qǐng)求的設(shè)備中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)。查到最高優(yōu)請(qǐng)求設(shè)備后，該設(shè)備通過(guò)總線忙信號(hào)BS卡斷判優(yōu)鏈路，從而占用總線。當(dāng)操作結(jié)束后，該設(shè)備要及時(shí)釋放總線，此時(shí)總線控制部件可以繼續(xù)對(duì)其他請(qǐng)求設(shè)備進(jìn)行判優(yōu)。特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充設(shè)備②對(duì)電路故障很敏感③仲裁公平性差，固定優(yōu)先級(jí)2）計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢：BS

-總線忙BR-總線請(qǐng)求總線控制部件數(shù)據(jù)線地址線I/O接口0…BSBRI/O接口1I/O接口n設(shè)備地址查詢方法：查詢開(kāi)始，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。每計(jì)一次數(shù)，就將計(jì)數(shù)值作為設(shè)備地址發(fā)往各個(gè)設(shè)備。每個(gè)申請(qǐng)總線的設(shè)備對(duì)地址進(jìn)行識(shí)別，地址符合的設(shè)備獲得總線控制權(quán)，停止計(jì)數(shù)。優(yōu)先級(jí)設(shè)定：由計(jì)數(shù)初值決定最高優(yōu)先級(jí)，3種方法。

a.查詢時(shí)計(jì)數(shù)器從‘0’開(kāi)始計(jì)數(shù)，即0號(hào)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)最高；

b.查詢時(shí)計(jì)數(shù)器從上一次查詢的終止點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)，則終止點(diǎn)優(yōu)先級(jí)最高。此時(shí)優(yōu)先級(jí)是循環(huán)的；

c.計(jì)數(shù)初值由程序設(shè)定，此時(shí)優(yōu)先級(jí)可編程改變。特點(diǎn)：①軟件查詢、優(yōu)先級(jí)控制方式靈活。（固定、動(dòng)態(tài)改變）②對(duì)電路故障不敏感③控制較復(fù)雜。（增加設(shè)備地址線）3)獨(dú)立請(qǐng)求方式：總線控制部件數(shù)據(jù)線地址線I/O接口0I/O接口1I/O接口n…BR0BG0BR1BG1BRnBGnBG-總線同意BR-總線請(qǐng)求判優(yōu)方法：每一個(gè)設(shè)備專(zhuān)門(mén)有一根BR線和BG線，各自通過(guò)獨(dú)立的請(qǐng)求線向總線控制部件發(fā)請(qǐng)求，總線控制器里設(shè)置并行排隊(duì)線路，同時(shí)接收各設(shè)備發(fā)來(lái)的請(qǐng)求信號(hào)并同時(shí)進(jìn)行排隊(duì)判優(yōu)，然后通過(guò)各自獨(dú)立的回答線發(fā)出總線同意信號(hào)。

特點(diǎn)：響應(yīng)速度快優(yōu)先級(jí)控制靈活不適合多設(shè)備的場(chǎng)合注：系統(tǒng)中設(shè)備較多時(shí)，可以采用多種仲裁方式相結(jié)合的形式。如多鏈結(jié)構(gòu)，鏈內(nèi)串行，鏈間并行。5.3.8.3總線通信控制1.目的2.總線傳輸周期主模塊申請(qǐng)，總線仲裁決定主模塊向從模塊給出地址

和命令主模塊和從模塊交換數(shù)據(jù)主模塊撤銷(xiāo)有關(guān)信息

申請(qǐng)分配階段尋址階段傳輸階段結(jié)束階段解決通信雙方協(xié)調(diào)配合

問(wèn)題由統(tǒng)一時(shí)鐘信號(hào)

控制數(shù)據(jù)傳送充分挖掘

系統(tǒng)總線每瞬間的潛力同步通信異步通信

半同步通信

分離式通信

3.總線通信的四種方式采用應(yīng)答方式，沒(méi)有公共時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)同步、異步結(jié)合1）同步通信：總線周期的概念：

一次完整的總線傳送操作所需時(shí)間稱為總線周期?？偩€周期的基本類(lèi)型:內(nèi)存讀內(nèi)存寫(xiě)外設(shè)讀外設(shè)寫(xiě)正?？偩€周期：由一次地址傳送時(shí)間和一次數(shù)據(jù)傳送時(shí)間組成。

BURST（猝發(fā)）總線周期：由一次地址傳送時(shí)間和多次數(shù)據(jù)傳送時(shí)間組成。總線上數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)方向是相對(duì)于主模塊而言的，即：讀：由從模塊發(fā)送，主模塊接收。即從主模塊的角度看是讀入（接收）；寫(xiě)：由主模塊發(fā)送，從模塊接收。即從主模塊的角度看是向?qū)Ψ綄?xiě)（發(fā)送）。同步式數(shù)據(jù)輸入T1總線傳輸周期T2T3T4

時(shí)鐘

地址

讀命令

數(shù)據(jù)

同步式數(shù)據(jù)輸出T1總線傳輸周期T2T3T4

時(shí)鐘

地址

寫(xiě)命令

數(shù)據(jù)時(shí)間分配：一個(gè)總線周期中分配的時(shí)鐘個(gè)數(shù)是固定的，每個(gè)時(shí)鐘的用途對(duì)于任一模塊都是一樣的，不管模塊的操作速度是否一致，所有總線周期的時(shí)間是一致的（設(shè)計(jì)時(shí)必須按最慢的模塊、最長(zhǎng)的距離來(lái)安排公共時(shí)鐘周期時(shí)間）。特點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單；當(dāng)系統(tǒng)中各部件速度差異較大時(shí)，嚴(yán)重影響總線工作效率；靈活性差；適合于短距離、各部件速度較接近的場(chǎng)合。2)異步通信：異步通信是和同步通信完全對(duì)立的通信方式，通信雙方無(wú)統(tǒng)一的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程，各部件可按各自所需的實(shí)際時(shí)間使用總線。時(shí)間配合：主/從部件間采用應(yīng)答（握手）方式建立聯(lián)系，因此，主/從模塊間要增加兩條應(yīng)答信號(hào)線。特點(diǎn)：總線周期的長(zhǎng)短可隨主/從模塊的實(shí)際工作時(shí)間變化，因而當(dāng)系統(tǒng)中各部件速度差異較大時(shí)，總線工作效率比同步通信高得多，但控制復(fù)雜，比同步通信難實(shí)現(xiàn)。異步通信根據(jù)應(yīng)答信號(hào)配合的完善程度，常分為三種類(lèi)型：不互鎖半互鎖全互鎖主設(shè)備從設(shè)備請(qǐng)求回答3)半同步通信同步發(fā)送方用系統(tǒng)時(shí)鐘前沿

發(fā)信號(hào)

接收方

用系統(tǒng)時(shí)鐘后沿

判斷、識(shí)別（同步、異步

結(jié)合）異步允許不同速度的模塊和諧工作

增加一條“等待”響應(yīng)信號(hào)

WAIT以輸入數(shù)據(jù)為例的半同步通信時(shí)序T1主模塊發(fā)地址T2主模塊發(fā)命令…T3從模塊提供數(shù)據(jù)T4從模塊撤銷(xiāo)數(shù)據(jù)，主模塊撤銷(xiāo)命令Tw

當(dāng)為低電平時(shí)，等待一個(gè)TWAITTw

當(dāng)為低電平時(shí)，等待一個(gè)TWAIT

讀

命令WAIT

地址

數(shù)據(jù)

時(shí)鐘總線傳輸周期T1T2TWTWT3T44)分離式通信充分挖掘系統(tǒng)總線每瞬間的潛力主模塊

申請(qǐng)占用總線，使用完后即放棄總線

的使用權(quán)從模塊

申請(qǐng)占用總線，將各種信息送至總線上一個(gè)總線傳輸周期子周期1子周期2主模塊1.各模塊有權(quán)申請(qǐng)占用總線分離式通信特點(diǎn)充分發(fā)揮了總線的有效占用2.采用同步方式通信，不等對(duì)方回答3.各模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，不占用總線4.總線被占用時(shí)，無(wú)空閑5.3.9總線總結(jié)：1.為什么要用總線：分散連接連線復(fù)雜、效率低2.總線：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間的公共的信息傳遞通道。3.總線的特點(diǎn)：連線少；易于集成化，可替換性好；分時(shí)傳送；缺點(diǎn)4.總線的分類(lèi)5.總線標(biāo)準(zhǔn)和總線規(guī)范：機(jī)械性能、功能、電氣特性等6.總線性能指標(biāo)：總線寬度、傳輸率等7.總線結(jié)構(gòu)8.集中仲裁的幾種方式：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求的判優(yōu)方法及特點(diǎn)9.總線通信的四種方式：同步、異步、半同步、分離式5.4直接程序傳送方式與接口5.4.1含義：在這種方式中．?dāng)?shù)據(jù)在CPU與外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計(jì)算機(jī)程序控制，是在CPU主動(dòng)控制下進(jìn)行的．當(dāng)需要輸入／輸出時(shí)，CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行輸入／輸出的服務(wù)程序，根據(jù)服務(wù)程序中的I/O指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送．5.4.2程序查詢流程：5.4.2.1.單個(gè)數(shù)據(jù)的交換過(guò)程：

I/O交換程序的核心部分主要由三步完成：

1）啟動(dòng)外設(shè)：

CPU通過(guò)I/O指令訪問(wèn)外設(shè)的控制端口，發(fā)送相應(yīng)的控制字，啟動(dòng)外設(shè)作交換數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；

2）測(cè)試/轉(zhuǎn)移：

CPU不斷地對(duì)I/O狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，每測(cè)一次，都有兩種可能的結(jié)果：I/O準(zhǔn)備就緒：轉(zhuǎn)3）；

I/O未準(zhǔn)備就緒：轉(zhuǎn)2）繼續(xù)測(cè)試，直到I/O準(zhǔn)備好為止。

3）交換一個(gè)數(shù)據(jù)（字或字節(jié)）?，F(xiàn)行程序現(xiàn)行程序就緒?交換數(shù)據(jù)啟動(dòng)I/OYN就緒?N就緒?

特點(diǎn)：當(dāng)I/O未準(zhǔn)備就緒時(shí)，CPU需反復(fù)查詢I/O狀態(tài)而不能作其他事，因此稱此階段為“踏步等待”。踏步等待的存在對(duì)CPU工作效率有顯著的影響。5.4.2.2成塊數(shù)據(jù)交換過(guò)程:

如果CPU需要用程序查詢方式交換一批數(shù)據(jù)，只要在單個(gè)數(shù)據(jù)交換流程的基礎(chǔ)上，增加交換個(gè)數(shù)控制步驟即可。

現(xiàn)行程序保存要用到的寄存器內(nèi)容設(shè)置計(jì)數(shù)值設(shè)置內(nèi)存緩沖區(qū)首址修改內(nèi)存地址修改計(jì)數(shù)值傳送一個(gè)數(shù)據(jù)YN啟動(dòng)外設(shè)A就緒？AB現(xiàn)行程序Y傳送完？BN就緒？啟動(dòng)外設(shè)A就緒？傳送一個(gè)數(shù)據(jù)Y修改內(nèi)存地址修改計(jì)數(shù)值傳送完？B5.4.2.3程序輪詢方式：

為了減少踏步等待時(shí)間的浪費(fèi)，CPU可對(duì)多個(gè)I/O設(shè)備輪流進(jìn)行查詢，稱為程序輪詢方式。這是程序查詢方式的改進(jìn)方案。

程序輪詢方式時(shí)，查詢的先后順序決定了I/O設(shè)備的優(yōu)先級(jí)別，即：優(yōu)先級(jí)高的先查，優(yōu)先級(jí)低的后查。如果查詢的設(shè)備個(gè)數(shù)安排的不合適，可能有些設(shè)備總是不被查詢，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。設(shè)備1就緒？設(shè)備2就緒？N設(shè)備N(xiāo)就緒？…N處理設(shè)備1Y處理設(shè)備2Y處理設(shè)備N(xiāo)YN設(shè)備1就緒？設(shè)備2就緒？設(shè)備N(xiāo)就緒？5.4.3程序查詢方式的接口電路

程序查詢方式對(duì)接口控制電路的要求最簡(jiǎn)單，主要要求設(shè)置兩個(gè)狀態(tài)觸發(fā)器，以供CPU查詢用。這兩個(gè)觸發(fā)器是：完成觸發(fā)器D和工作觸發(fā)器B。這兩個(gè)觸發(fā)器均為RS觸發(fā)器。當(dāng)D=0，B=0時(shí)，表示I/O設(shè)備處于暫停狀態(tài)；當(dāng)D=1，B=0時(shí)，表示I/O設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備就緒；當(dāng)D=0，B=1時(shí)，表示I/O設(shè)備正處于準(zhǔn)備狀態(tài)；設(shè)備選擇電路QQ&準(zhǔn)備就緒啟動(dòng)命令地址線SEL啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束DB1010RRSSQn+1=S+R﹡Qn;SR=0②設(shè)備選擇電路DBRQQ&數(shù)據(jù)線準(zhǔn)備就緒啟動(dòng)命令地址線SEL輸入數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束①③④⑤⑥D(zhuǎn)B①②③⑤⑥1010④工作過(guò)程以輸入為例程序查詢接口工作過(guò)程（以輸入為例）：

1）CPU發(fā)I/O地址

地址總線

接口

設(shè)備選擇器譯碼

選中，發(fā)SEL信號(hào)

開(kāi)命令接收門(mén)；

2）CPU發(fā)啟動(dòng)命令

D置0，B置1

接口向設(shè)備發(fā)啟動(dòng)命令

設(shè)備開(kāi)始工作；

3）輸入：CPU等待，輸入設(shè)備讀出數(shù)據(jù)

DBR；

4）外設(shè)工作完成，完成信號(hào)

接口

B置0，D置1；

5）準(zhǔn)備就緒信號(hào)

控制總線

CPU；

6）輸入：CPU通過(guò)輸入指令（IN）將DBR中的數(shù)據(jù)取走；

若為輸出，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他工作與輸入相同?！璌K+1…中斷服務(wù)程序入口5.5中斷方式與接口5.5.1.1概念所謂中斷（Interrupt），指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過(guò)程中，出現(xiàn)某種非預(yù)期的緊急事件，引起CPU暫停現(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理此事件，處理完后又返回現(xiàn)行程序執(zhí)行的過(guò)程，叫中斷，或“程序中斷”。5.5.1中斷的概念及中斷的內(nèi)容一個(gè)完整的中斷過(guò)程一般包括以下幾方面的內(nèi)容：1）中斷請(qǐng)求：I/O接口具有發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)的能力2）中斷判優(yōu)：優(yōu)先級(jí)排隊(duì)及屏蔽機(jī)制3）中斷響應(yīng)：CPU對(duì)I/O的響應(yīng)4）中斷服務(wù)：中斷完成的具體功能5）中斷返回：中斷服務(wù)完成后返回主程序

中斷是一種軟硬結(jié)合的技術(shù)，即一部分由硬件實(shí)現(xiàn)，一部分由軟件實(shí)現(xiàn)。而由硬件實(shí)現(xiàn)的功能，又分別由CPU和I/O接口完成，本節(jié)主要討論I/O接口硬件對(duì)中斷技術(shù)的支持。5.5.1.2中斷的內(nèi)容

其中，中斷請(qǐng)求和中斷判優(yōu)一般由IO接口完成；而中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)和中斷返回由CPU完成1.特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性（隨機(jī)性）2.作用CPU與I/O設(shè)備并行工作硬件故障報(bào)警與處理實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互聯(lián)系實(shí)現(xiàn)多道程序分時(shí)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)處理實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)間的聯(lián)系實(shí)現(xiàn)用戶程序和操作系統(tǒng)程序間的轉(zhuǎn)換5.5.2中斷的特點(diǎn)及其作用

中斷技術(shù)的產(chǎn)生，使計(jì)算機(jī)具有了處理隨機(jī)事件的能力，這是計(jì)算機(jī)功能上的一大進(jìn)步。

如果把I/O與CPU的交換過(guò)程也作為隨機(jī)事件，用程序中斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)，就構(gòu)成了所謂的“I/O中斷”。

采用程序中斷實(shí)現(xiàn)I/O交換可使I/O操作與CPU現(xiàn)行程序并行運(yùn)行，僅在I/O交換過(guò)程中現(xiàn)行程序與I/O交換程序串行運(yùn)行，不用CPU踏步等待，大大提高了CPU運(yùn)行效率。發(fā)中斷請(qǐng)求

空閑接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)中斷請(qǐng)求打印打印打印機(jī)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)中斷中斷返回響應(yīng)中斷中斷返回

啟動(dòng)打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)CPU5.5.3I/O中斷5.5.4.1接口對(duì)中斷請(qǐng)求的支持：

當(dāng)I/O設(shè)備操作完成時(shí)，通過(guò)發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)通知CPU，這就要求I/O接口中設(shè)置“中斷請(qǐng)求”標(biāo)記電路，以提供持續(xù)穩(wěn)定的中斷請(qǐng)求信號(hào)。

接口中通常設(shè)置了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的觸發(fā)器INTR來(lái)表示中斷請(qǐng)求狀態(tài)（INTR=1），稱為“中斷請(qǐng)求觸發(fā)器”。每一個(gè)向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求的部件，都被CPU看成是“中斷源”。

當(dāng)某個(gè)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)后，CPU這邊根據(jù)情況來(lái)決定是否理睬這一信號(hào)。這一功能是通過(guò)在I/O接口中設(shè)置一個(gè)“中斷屏蔽觸發(fā)器”（MASK）實(shí)現(xiàn)的。CPU通過(guò)程序設(shè)置MASK的值，一般定義：MASK=1，表示中斷屏蔽，即CPU對(duì)該接口發(fā)的中斷請(qǐng)求信號(hào)不理睬；MASK=0，表示該中斷開(kāi)放，CPU對(duì)其發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求信號(hào)予以響應(yīng)。

由上可知，中斷屏蔽觸發(fā)器起著對(duì)某個(gè)中斷源開(kāi)關(guān)的作用，它和中斷請(qǐng)求觸發(fā)器在I/O接口中一般是成對(duì)設(shè)置的。

結(jié)論：中斷請(qǐng)求功能一般是由接口硬件完成的。5.5.4程序中斷接口電路：配置中斷請(qǐng)求觸發(fā)器和中斷屏蔽觸發(fā)器DQ&1INTR中斷請(qǐng)求觸發(fā)器MASK中斷屏蔽觸發(fā)器來(lái)自CPU的中斷查詢信號(hào)受設(shè)備本身控制INTRDMASKQD完成觸發(fā)器

中斷請(qǐng)求

當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)向CPU請(qǐng)求中斷時(shí)，CPU需要按其緊急程度進(jìn)行排隊(duì)。對(duì)I/O設(shè)備而言，速度越高，緊急程度就越高，則安排的優(yōu)先級(jí)就越高。

中斷排隊(duì)即可用硬件實(shí)現(xiàn)，也可用軟件實(shí)現(xiàn)。軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)通過(guò)CPU運(yùn)行一段中斷查詢程序完成，硬件排隊(duì)判優(yōu)常用的方法有兩種：

1）獨(dú)立請(qǐng)求方式：（并行排隊(duì)）

這種方式在CPU中設(shè)一個(gè)集中式的排隊(duì)電路，對(duì)所有中斷源發(fā)出的請(qǐng)求信號(hào)同時(shí)進(jìn)行排隊(duì)。111&1

&1&INTR1INTR2INTR3INTR4INTP1INTP2INTP3INTP4INTR1

、

INTR2、

INTR3、

INTR4

優(yōu)先級(jí)

按降序

排列

5.5.4.2中斷排隊(duì)器：2）鏈?zhǔn)讲樵兎绞剑海ù信抨?duì)）

排隊(duì)電路分別設(shè)置在各I/O接口中，每個(gè)接口具有排隊(duì)器的一段。鏈?zhǔn)脚抨?duì)器邏輯示意圖如下：1INTP11INTP21INTP31INTP4&&&&INTR1INTR2INTR3INTR4INTR1INTR2INTR3INTR41&1&1&1&INTP1′

INTP2′INTP3′INTP4′INTR2INTR1INTR1INTR21&INTP25.5.4.3中斷向量地址形成部件CPU響應(yīng)中斷的時(shí)刻一般安排在每條指令的執(zhí)行末。CPU每執(zhí)行完一條指令，就向各中斷源發(fā)出中斷查詢信號(hào)，接到查詢信號(hào)后，滿足條件的接口發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。如果通過(guò)排隊(duì)勝出，需轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行，因此，CPU需要獲得中斷服務(wù)程序的入口地址。

CPU獲得中斷服務(wù)程序入口地址的方法有兩種：

1）軟件查詢法：（非向量中斷）

通過(guò)運(yùn)行一段中斷查詢程序完成，方法同軟件判優(yōu)。

2）硬件向量法：（向量中斷）

通過(guò)硬件專(zhuān)門(mén)設(shè)置向量編碼器獲得中斷服務(wù)程序入口地址。…向量地址…排隊(duì)器輸出

顯示器服務(wù)程序

打印機(jī)服務(wù)程序JMP400JMP300JMP200…………主存12H13H14H200300向量地址入口地址入口地址中斷向量地址形成部件

設(shè)備編碼器1000…000100100100…00010011中斷入口地址產(chǎn)生過(guò)程：

中斷請(qǐng)求

排隊(duì)判優(yōu)

排隊(duì)成功信號(hào)

向量編碼器

中斷向量

主存向量地址區(qū)

主存取

中斷服務(wù)程序入口地址

中斷服務(wù)程序注意：中斷向量地址和中斷服務(wù)程序入口地址是兩個(gè)不同的概念。

中斷向量地址=中斷服務(wù)程序入口地址指示器5.5.5I/O中斷處理過(guò)程5.5.5.1CPU響應(yīng)中斷的條件和時(shí)間(1)條件(2)時(shí)間中斷允許觸發(fā)器EINT=1用開(kāi)中斷

指令置“1”EINT用關(guān)中斷

指令置“0”EINT或硬件自動(dòng)復(fù)位當(dāng)D=1（隨機(jī)）且MASK=0

時(shí)在每條指令執(zhí)行階段的結(jié)束前CPU

發(fā)中斷查詢信號(hào)（將INTR置“1”）設(shè)備選擇電路DBRDQ&數(shù)據(jù)線啟動(dòng)命令地址線SEL輸入數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備工作結(jié)束&1QQDINTRBQQMASK設(shè)備編碼器排隊(duì)器中斷查詢來(lái)自高一級(jí)的排隊(duì)器至低一級(jí)的排隊(duì)器向量地址中斷響應(yīng)

INTA中斷請(qǐng)求命令譯碼①②③④⑤⑥⑦⑧5.5.5.2I/O中斷處理過(guò)程①10&DBR③④⑤⑦⑧⑥設(shè)備選擇電路01以輸入為例②5.5.6中斷服務(wù)程序流程5.5.6.1中斷服務(wù)程序的流程(1)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)(2)中斷服務(wù)(3)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)(4)中斷返回對(duì)不同的I/O設(shè)備具有不同內(nèi)容的設(shè)備服務(wù)中斷返回指令5.5.6.2單重中斷和多重中斷不允許中斷

現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序單重中斷多重中斷允許級(jí)別更高

的中斷源中斷

現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序中斷隱指令完成進(jìn)棧指令出棧指令程序斷點(diǎn)的保護(hù)寄存器內(nèi)容的保護(hù)5.5.6.3單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程中斷否？保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

開(kāi)中斷中斷返回取指令執(zhí)行指令中斷服務(wù)程序

中斷響應(yīng)程序斷點(diǎn)進(jìn)棧關(guān)中斷向量地址PC中斷周期是中斷返回保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)中斷中斷隱指令中斷隱指令否取指令執(zhí)行指令中斷否？否

中斷響應(yīng)程序斷點(diǎn)進(jìn)棧關(guān)中斷向量地址PC中斷周期是中斷服務(wù)程序單重多重主程序和服務(wù)程序搶占CPU示意準(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)發(fā)中斷請(qǐng)求發(fā)中斷請(qǐng)求I/O宏觀

上CPU和I/O并行工作微觀

上CPU中斷現(xiàn)行程序

為I/O服務(wù)主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序啟動(dòng)外設(shè)

服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)）

服務(wù)程序（傳送數(shù)據(jù)）繼續(xù)執(zhí)行主程序CPU程序中斷接口芯片8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部總線緩沖器讀/寫(xiě)邏輯級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器優(yōu)先權(quán)比較器

(PR)

中斷服務(wù)寄存器(ISR)

中斷

請(qǐng)求

寄存

器(IRR)中斷屏蔽寄存器（IMR）控制邏輯INTINTAD7~D0A0RDWRCSCAS0CAS1CAS2SP/ENIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7內(nèi)部總線5.6DMA傳送方式5.6.1DMA方式的特點(diǎn)及應(yīng)用5.6.1.1概述：DMA是在高速外設(shè)和主存儲(chǔ)器間自動(dòng)成批傳送信息而盡量減少CPU干預(yù)的輸入/輸出方式。DMA方式在I/O與主存之間開(kāi)辟了一條直接的數(shù)據(jù)通路，I/O交換不需通過(guò)CPU進(jìn)行，大大提高了交換速度。另外，交換操作不影響CPU現(xiàn)行程序的執(zhí)行，CPU工作效率不會(huì)下降。CPU主存ACC

中斷接口DMA接口I/O

設(shè)備中斷方式數(shù)據(jù)傳送通路輸入指令輸出指令DMA方式數(shù)據(jù)傳送通路5.6.1.2DMA與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式1）停止CPU訪問(wèn)主存：

當(dāng)DMA要和主存交換數(shù)據(jù)時(shí)，CPU暫停現(xiàn)行程序的運(yùn)行，等待DMA將一批數(shù)據(jù)全部傳送完才繼續(xù)工作。

這種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但對(duì)CPU工作效率影響較大，不是典型的DMA方式。其改進(jìn)方法是在DMA控制器中設(shè)一小容量存儲(chǔ)器，使I/O先和小內(nèi)存交換，小內(nèi)存再和主存交換，這樣交換時(shí)可使內(nèi)存全速運(yùn)行，減少CPU等待時(shí)間。

這種方法與程序查詢方式有點(diǎn)像，但有區(qū)別：不用程序查詢；不破壞CPU現(xiàn)場(chǎng)，CPU只需暫停即可。主存工作時(shí)間CPU不執(zhí)行程序DMA不工作DMA不工作DMA工作CPU控制并使用主存DMA控制并使用主存t2）周期挪用（周期竊?。?/p>

當(dāng)DMA交換時(shí)，CPU不需完全停止等待，可繼續(xù)運(yùn)行程序。每當(dāng)I/O準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出DMA請(qǐng)求，DMA控制器在接到請(qǐng)求后，申請(qǐng)總線控制權(quán)，占用一到二個(gè)主存周期與主存交換數(shù)據(jù)，交換完后就釋放總線，CPU此時(shí)如要訪存，可暫停一到二個(gè)主存周期，如不訪存，可照常運(yùn)行程序。

由于I/O操作比CPU慢得多，因此I/O交換占用主存的時(shí)間比例并不大，暫停一到二個(gè)主存周期對(duì)CPU工作影響不大，就像被DMA偷去了幾個(gè)主存周期而CPU沒(méi)有覺(jué)察一樣，因此這種方式也稱為“周期竊取”。這是一種典型的DMA方式。主存工作時(shí)間CPU控制并使用主存DMA控制并使用主存t3）DMA與CPU交替訪存：

這種方式適合CPU工作周期比主存周期長(zhǎng)一倍以上的情況。此時(shí)一個(gè)CPU工作周期中含有兩個(gè)主存周期，因此可將CPU工作周期劃分為兩半（C1、C2），然后規(guī)定CPU和DMA訪存各用一半（如C1時(shí)DMA訪存，C2時(shí)CPU訪存），這樣CPU與I/O可交替訪存，兩者的工作效率毫無(wú)影響。由于這一點(diǎn)，這種方式也叫“透明的DMA”。

這是一種高效的傳送方式，但需要較高的技術(shù)支持，硬件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。主存工作時(shí)間DMA控制并使用主存CPU控制并使用主存t1）特點(diǎn)：靠硬件控制傳送不用保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)不具備處理故障的能力優(yōu)先級(jí)高，響應(yīng)速度快2）DMA應(yīng)用場(chǎng)合：用于高速數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合硬盤(pán)及軟盤(pán)的I/O接口通信信道的I/O接口多處理機(jī)和多任務(wù)系統(tǒng)

CRT掃描5.6.1.3DMA的特點(diǎn)及應(yīng)用5.6.2DMA接口的功能和組成(1)向CPU申請(qǐng)

DMA傳送(2)處理總線控制權(quán)的轉(zhuǎn)交(3)管理

系統(tǒng)總線、控制

數(shù)據(jù)傳送(4)確定

數(shù)據(jù)傳送的首地址和長(zhǎng)度(5)DMA傳送結(jié)束時(shí)，給出操作完成信號(hào)修正

傳送過(guò)程中的數(shù)據(jù)地址和長(zhǎng)度5.6.2.1DMA接口的功能：

DMA接口實(shí)際上起著接口和DMA控制器雙重作用。所以DMA接口中一般應(yīng)包括如下功能：5.6.2.2DMA接口組成DMA接口主存CPUDMA

控制邏輯

中斷邏輯設(shè)備HLDAARWCDARHRQ中斷請(qǐng)求數(shù)據(jù)線地址線+1+1溢出信號(hào)DREQDACKBRAR：主存地址寄存器WC：字計(jì)數(shù)器DAR：設(shè)備地址寄存器BR：數(shù)據(jù)緩沖寄存器5.6.3DMA的工作過(guò)程5.6.3.1DMA傳送過(guò)程預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理(1)預(yù)處理通過(guò)幾條輸入輸出指令預(yù)置如下信息

通知DMA控制邏輯傳送方向（入/出）

設(shè)備地址DMA的DAR

主存地址DM