計(jì)算機(jī)和外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸2

1、計(jì)算機(jī)和外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.接口的功能2.cpu和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸方式中斷方式和dma方式本章需掌握的內(nèi)容：1. 外部設(shè)備為什么通過(guò)接口電路和主機(jī)總線相連？2. cpu和輸入輸出設(shè)備之間有幾類(lèi)信號(hào)？3. 接口和端口的區(qū)別？4. 接口的功能？5. cpu和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸方式（程序方式、中斷方式、dma方式）的簡(jiǎn)單工作原理一、接口的基本概念二、cpu與i/o設(shè)備之間的接口信息三、端口的基本概念四、簡(jiǎn)單i/o接口框圖五、i/o接口編址方式六、接口的功能七、接口與系統(tǒng)的連接本章已講內(nèi)容：八、cpu與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送方式u程序方式u無(wú)條件傳送u查詢(xún)式傳送u中斷傳送方式u存儲(chǔ)器直接存取(dm

2、a)方式查詢(xún)式傳輸應(yīng)用舉例u從鍵盤(pán)向內(nèi)存緩沖區(qū)輸入1行字符，輸入回車(chē)符(0dh)或字符行超過(guò)80個(gè)字符時(shí)結(jié)束輸入，并自動(dòng)加1個(gè)換行符(0ah)。u若在輸入的81個(gè)字符中未見(jiàn)回車(chē)符，則顯示輸出信息“buffer overflow”。u對(duì)鍵盤(pán)輸入的ascii碼進(jìn)行偶校驗(yàn)，若出錯(cuò)，顯示出錯(cuò)信息；無(wú)錯(cuò)，先清校驗(yàn)位d7，再將其送內(nèi)存緩沖區(qū)u數(shù)據(jù)輸入口：52h；數(shù)據(jù)輸出口：54h；狀態(tài)口：56hu設(shè)狀態(tài)寄存器d1=1時(shí)，輸入緩沖器已有一字節(jié)準(zhǔn)備好u設(shè)狀態(tài)寄存器d0=1時(shí)，輸出緩沖器“空閑”dat segmentmessage db buffer overflow,0dh,0ahdat endscom se

3、gmentbuffer db 82 dup (?) ；接收緩沖區(qū)count dw ? ；計(jì)數(shù)器com endscode segment assume ds:dat, es:com, cs:codestart: mov ax,dat mov ds,ax mov ax,com mov es,ax ；裝入ds，es mov di,offset buffer ；目的串指針 mov count,di ；保存目的串指針 mov cx,81 ；字符行長(zhǎng)度 cld ；清方向標(biāo)志next_in： in al,56h ；讀狀態(tài)字 test al,02h ；測(cè)試輸入字符 jz next_in ；未準(zhǔn)備好,再測(cè) in

4、 al,52h ；輸入字符 or al,0 ；校驗(yàn)，置pf jpe no_error ；偶數(shù)個(gè)1，轉(zhuǎn)移 jmp error ；校驗(yàn)出錯(cuò)no_error:and al,7fh ；清除校驗(yàn)位 stosb ； al存入(es:di) cmp al,0dh ；是否輸入回車(chē)符 loopne next_in ；不是，再輸入 jne overflow ；字符行超長(zhǎng)，轉(zhuǎn)移 mov al,0ah stosb ；換行符存入緩沖區(qū) sub di,count ；計(jì)算輸入的字符數(shù) mov count,dioverflow:mov si,offset message ；si指向字符串 mov cx,17 ；message

5、的長(zhǎng)度next_out: in al,56h ；讀狀態(tài)字 test al,01h ；測(cè)試輸出緩沖器空閑 jz next_out ；忙，再測(cè)試 lodsb ；(ds:si)取入al out 54h,al ；字符送數(shù)據(jù)輸出端口 loop next_out ；輸出下1個(gè)字符 中斷傳送方式u是一種使cpu中止正在執(zhí)行的程序（例行程序），轉(zhuǎn)去處理特殊事件（中斷服務(wù)程序）的操作。例行程序第n+1條指令第n條指令斷點(diǎn)中斷服務(wù)程序中斷方式輸入接口的工作原理中斷方式輸入接口的工作原理u輸入設(shè)備準(zhǔn)備好1個(gè)數(shù)據(jù)，發(fā)選通信號(hào)u數(shù)據(jù)送輸入鎖存器；中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置1u若中斷屏蔽觸發(fā)器未屏蔽，q#=1，發(fā)int#u若if=

6、1，cpu在執(zhí)行完當(dāng)前指令后從inta#向接口發(fā)中斷響應(yīng)信號(hào)u接口收到inta#后，將中斷類(lèi)型號(hào)送數(shù)據(jù)總線ucpu根據(jù)中斷向量確定中斷處理程序入口地址ucpu執(zhí)行中斷處理程序可屏蔽中斷的響應(yīng)和執(zhí)行中斷優(yōu)先級(jí)問(wèn)題的解決中斷優(yōu)先級(jí)u作用：解決系統(tǒng)中同時(shí)有多個(gè)設(shè)備以中斷方式與cpu傳輸數(shù)據(jù)的問(wèn)題u接口部件：可編程的中斷控制器u中斷排優(yōu)及響應(yīng)過(guò)程ucpu通過(guò)intr和inta#引線與中斷控制器相連u輸入輸出接口的中斷請(qǐng)求信號(hào)并行送至中斷優(yōu)先級(jí)管理電路u中斷優(yōu)先級(jí)管理電路為各級(jí)中斷請(qǐng)求信號(hào)分配優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)u確定優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求后，將中斷類(lèi)型寄存器低3位（對(duì)應(yīng)中斷請(qǐng)求序號(hào)）送中斷服務(wù)寄存器u中斷控

7、制器向cpu發(fā)中斷請(qǐng)求，若if=1，cpu發(fā)中斷響應(yīng)信號(hào)inta#u中斷控制器將中斷類(lèi)型號(hào)送cpuu說(shuō)明：u上述過(guò)程中，優(yōu)先級(jí)較低的中斷請(qǐng)求受到阻塞u中斷處理完成，中斷服務(wù)寄存器對(duì)應(yīng)位清0后，優(yōu)先級(jí)較低的中斷請(qǐng)求才有可能得到響應(yīng)cpu內(nèi)存內(nèi)存外設(shè)外設(shè)數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道非非dma方式方式(包括程序控制方式和中斷方式包括程序控制方式和中斷方式)dma方式方式dmac內(nèi)存內(nèi)存外設(shè)外設(shè)數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道dma方式u存儲(chǔ)器直接存取(direct memory access，dma)方式udma接管總線，直接在內(nèi)存和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)dma控制器的功能u接到外設(shè)dma請(qǐng)求時(shí)向cpu發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)

8、holducpu發(fā)總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)hlda ，dma接管總線udma將地址送地址總線，設(shè)置存儲(chǔ)器地址指針u在dma傳送期間能發(fā)讀/寫(xiě)控制信號(hào)u能設(shè)置需傳送的字節(jié)數(shù)，傳送期間自減，至0結(jié)束u傳送結(jié)束，向cpu發(fā)dma結(jié)束信號(hào)，將總線控制權(quán)交還給cpudma傳輸(輸出)單個(gè)數(shù)據(jù)的過(guò)程dma傳輸(輸出)單個(gè)數(shù)據(jù)的過(guò)程u接口準(zhǔn)備就緒，發(fā)一個(gè)dma請(qǐng)求udma控制器向cpu發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)holducpu發(fā)總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)hlda ，dma接管總線udma控制器將地址送地址總線udma請(qǐng)求得到確認(rèn)u內(nèi)存通過(guò)數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)送接口數(shù)據(jù)鎖存器udma發(fā)結(jié)束信號(hào)結(jié)束總線請(qǐng)求u cpu收回總線控制權(quán)dma控制器的基

9、本配置u組成：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、地址寄存器和字節(jié)計(jì)數(shù)器從接口向內(nèi)存?zhèn)鬏斠粋€(gè)數(shù)據(jù)塊u接口準(zhǔn)備就緒，發(fā)一個(gè)dma請(qǐng)求udma發(fā)總線請(qǐng)求，cpu響應(yīng)，dma接管總線udma控制器將地址寄存器內(nèi)容送地址總線udma控制器向接口發(fā)確認(rèn)dma傳輸信號(hào)u數(shù)據(jù)送到地址總線所指出的內(nèi)存單元u地址寄存器的值加1u字節(jié)計(jì)數(shù)器的值減1u如字節(jié)計(jì)數(shù)器的值不為0，回到;否則結(jié)束 dma控制器的工作特點(diǎn)u一方面是一個(gè)接口電路 u另一方面是總線主設(shè)備 查詢(xún)、中斷和dma方式的特點(diǎn) u查詢(xún)方式的特點(diǎn)ucpu通過(guò)執(zhí)行程序不斷讀取和測(cè)試外設(shè)狀態(tài)u缺點(diǎn)：ucpu使用效率低u實(shí)時(shí)性差：多外設(shè)系統(tǒng)中，輪流查詢(xún)每個(gè)外設(shè)u中斷方式的特點(diǎn)