計算機(jī)組成原理IO接口的組成

IO接口的組成：數(shù)據(jù)緩沖寄存器，狀態(tài)寄存器，命令寄存器，端口地址譯碼，接口控制邏輯，中斷邏輯接口的主要功能：（1）地址識別與設(shè)備選擇（2）接收、保存CPU的I/O控制命令（3）反映外設(shè)的工作狀態(tài)（4）信號轉(zhuǎn)換（5）數(shù)據(jù)格式、碼制的轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)檢錯/糾錯（6）傳送數(shù)據(jù)（7）中斷IO接口的基本組成圖：p301圖9-1ppt21頁端口的種類：數(shù)據(jù)端口，命令端口，狀態(tài)端口端口的編址方式及其優(yōu)缺點：p302程序查詢方式的接口電路：（不一定考，但是見過這樣的考試題目）程序查詢方式的流程：中斷（重中之重）中斷的定義（背）：計算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，當(dāng)出現(xiàn)異常情況或特殊請求時，計算機(jī)會停止現(xiàn)行程序的運行轉(zhuǎn)向?qū)@些異常情況或特殊請求進(jìn)行處理，處理結(jié)束后再返回到現(xiàn)行程序的間斷處繼續(xù)執(zhí)行凡是向CPU提出中斷請求的各種因素，統(tǒng)稱為中斷源。在每條指令執(zhí)行結(jié)束時，CPU去執(zhí)行中斷服務(wù)程序外設(shè)向CPU發(fā)出中斷申請的時間是隨機(jī)的，在任何一個時刻只能為一個中斷源的請求提供服務(wù)，實現(xiàn)中斷的軟/硬件，總稱為中斷系統(tǒng)中斷的處理過程中斷請求中斷判優(yōu)中斷響應(yīng)中斷服務(wù)中斷返回中斷隱指令：在中斷響應(yīng)時候執(zhí)行，主要功能：中斷隱指令的功能：發(fā)出中斷響應(yīng)信號將程序斷點（當(dāng)前PC值）和標(biāo)志位寄存器FR壓入堆棧，關(guān)中斷（清EINT為0），將中斷處理程序的首地址送入PC。在中斷處理過程中，中斷服務(wù)程序的處理流程是：保護(hù)現(xiàn)場、中斷服務(wù)和恢復(fù)現(xiàn)場。（p305）單重中斷和多重中斷的中斷處理流程圖p305圖9-4單重中斷和多重中斷的定義;（考試易出簡答題）單：CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，不響應(yīng)新的中斷請求即不允許中斷現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序。多：在處理中斷的過程中，有新的，優(yōu)先級更高的中斷請求到來，此時CPU暫?，F(xiàn)行的中斷服務(wù)，允許級別更高的中斷源中斷現(xiàn)行的中斷服務(wù)程序形成中斷入口地址的方法可分為：軟件查詢法和硬件向量法。軟件查詢法：軟件查詢法是用一個中斷管理程序，按照優(yōu)先級由高到低的順序，依次查詢每一個中斷源是否有中斷請求。若有，則直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行與其對應(yīng)的中斷服務(wù)程序，否則繼續(xù)往下查詢，該方法的優(yōu)點是不需要增加硬件，可以靈活改變中斷源的優(yōu)先級，缺點是占用CPU時間，處理速度慢，優(yōu)先級低的中斷請求需要等待較長時間才能開始中斷服務(wù)。硬件向量法：尋找服務(wù)程序入口地址的一種方法，通過向量地址（也稱中斷類型號）來尋找設(shè)備的中斷服務(wù)程序的入口地址，而向量地址由硬件電路產(chǎn)生，其中，向量地址不等同于中斷服務(wù)程序的入口地址，若用間接尋址方式，則主存單元中存儲的是中斷服務(wù)程序入口地址（也稱中斷向量）。若將向量地址直接送入PC，則主存單元中存儲的是以中斷服務(wù)程序入口地址為操作數(shù)的無條件轉(zhuǎn)移指令。中斷屏蔽（重點，必考）注:同級屏蔽硬件中斷又分為不可屏蔽中斷和可屏蔽中斷DMA控制器的組成：主存地址寄存器(AddressRegister,AR)，字計數(shù)器(WordCounter,WC)設(shè)備地址寄存器(DeviceAddressRegister,DAR)，中斷邏輯，控制/狀態(tài)邏輯工作過程：預(yù)處理，數(shù)據(jù)傳輸，后處理；（考試容易出簡答題）CPU執(zhí)行I/O指令的過程就是對DMAC進(jìn)行預(yù)處理的過程。其間，CPU選擇DMAC和I/O接口，然后將外設(shè)的地址、數(shù)據(jù)塊在主存中的首地址和數(shù)據(jù)個數(shù)分別寫入設(shè)備地址寄存器DAR、主存地址寄存器AR和字計數(shù)器WC。I/O接口啟動外設(shè)。數(shù)據(jù)傳輸是在DMAC的控制下，在主存與I/O接口之間，完成一個數(shù)據(jù)塊的傳輸。在DMAC工作的過程中，CPU執(zhí)行程序的后繼指令，實現(xiàn)了計算與I/O”的重疊后處理是指當(dāng)WC中規(guī)定的數(shù)據(jù)個數(shù)傳輸完畢后，DMAC向CPU發(fā)出中斷請求。CPU將暫停程序的執(zhí)行，對DMA工作進(jìn)行結(jié)束處理。若數(shù)據(jù)有錯，將重發(fā)；若尚有數(shù)據(jù)需要傳送，則再次啟動新一輪DMA，否則通過向DMAC發(fā)出“結(jié)束操作EOP”信號，停止其工作。DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑孩賳巫謧魉?、②成組傳送、③請求傳送。CPU與DMAC分享內(nèi)存和系統(tǒng)總線的方式：①停止CPU使用總線、②