第2章輸入輸出技術(shù).ppt課件

1、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 第第2 2章章 輸入輸出技術(shù)輸入輸出技術(shù) 2.1 2.1 概述概述 在微型計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)用中，在微型計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)用中，CPUCPU除與內(nèi)除與內(nèi)存交換信息外，還必然要經(jīng)常與各種外部存交換信息外，還必然要經(jīng)常與各種外部設(shè)備交換信息。主機(jī)與外設(shè)進(jìn)展信息交換設(shè)備交換信息。主機(jī)與外設(shè)進(jìn)展信息交換過程主要是完成數(shù)據(jù)輸入或輸出的傳送操過程主要是完成數(shù)據(jù)輸入或輸出的傳送操作。輸入或輸出操作確實(shí)切含義是有選擇作。輸入或輸出操作確實(shí)切含義是有選擇地啟動被微處置器選中的外部設(shè)備，以便地啟動被微處

2、置器選中的外部設(shè)備，以便使其接納來自使其接納來自CPUCPU的數(shù)據(jù)或向的數(shù)據(jù)或向CPUCPU送入數(shù)據(jù)。送入數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)傳送的方向規(guī)范通常以微處置器為中數(shù)據(jù)傳送的方向規(guī)范通常以微處置器為中心，當(dāng)數(shù)據(jù)是由外部設(shè)備，如鍵盤、紙帶心，當(dāng)數(shù)據(jù)是由外部設(shè)備，如鍵盤、紙帶讀入機(jī)、光筆等設(shè)備向讀入機(jī)、光筆等設(shè)備向CPUCPU送入時，稱為送入時，稱為輸入傳送；而當(dāng)數(shù)據(jù)自輸入傳送；而當(dāng)數(shù)據(jù)自CPUCPU送到如發(fā)光二送到如發(fā)光二極管、七段顯示器、極管、七段顯示器、CRTCRT顯示器、點(diǎn)陣打顯示器、點(diǎn)陣打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備時，稱為輸出傳送。印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備時，稱為輸出傳送。 當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)的輸入輸出操作時，當(dāng)實(shí)現(xiàn)一

3、個數(shù)據(jù)的輸入輸出操作時，CPUCPU必需在眾多的外部設(shè)備中尋覓一個確定的必需在眾多的外部設(shè)備中尋覓一個確定的設(shè)備，而如何尋覓這一特定的外部設(shè)備就設(shè)備，而如何尋覓這一特定的外部設(shè)備就是輸入輸出尋址方式所處理的問題。當(dāng)找是輸入輸出尋址方式所處理的問題。當(dāng)找到一個確定的外部設(shè)備以后，接下來的問到一個確定的外部設(shè)備以后，接下來的問題就是如何同它進(jìn)展信息交換，這就是輸題就是如何同它進(jìn)展信息交換，這就是輸入輸出控制方式所處理的問題。入輸出控制方式所處理的問題。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 2.2 2.2 輸入輸出的尋

4、址方式輸入輸出的尋址方式 1 1 存儲器映象尋址方式存儲器映象尋址方式 存儲器映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：存儲器映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1 1指令豐富。一切存儲器訪問指令都可以用來處置指令豐富。一切存儲器訪問指令都可以用來處置I/OI/O操作，而不運(yùn)用操作，而不運(yùn)用公用的公用的I/0I/0指令。在微型機(jī)的指令系統(tǒng)中，存儲器操作指令數(shù)量多，功能指令。在微型機(jī)的指令系統(tǒng)中，存儲器操作指令數(shù)量多，功能強(qiáng)，尋址方式靈敏，這給程序設(shè)計帶來了方便，同時也大大加強(qiáng)了系統(tǒng)的強(qiáng)，尋址方式靈敏，這給程序設(shè)計帶來了方便，同時也大大加強(qiáng)了系統(tǒng)的I/0I/0功能，使功能，使I/0I/0端口不僅能完成數(shù)據(jù)的傳送，還能對

5、端口的內(nèi)容進(jìn)展算術(shù)端口不僅能完成數(shù)據(jù)的傳送，還能對端口的內(nèi)容進(jìn)展算術(shù)邏輯運(yùn)算或移位等。邏輯運(yùn)算或移位等。 2 2I/OI/O端口空間大。由于在存儲器空間中劃出一個區(qū)域作為端口空間大。由于在存儲器空間中劃出一個區(qū)域作為I/OI/O端口地址端口地址空間，所以系統(tǒng)中的空間，所以系統(tǒng)中的I/OI/O端口數(shù)目幾乎不受限制，其最大數(shù)目只受系統(tǒng)的端口數(shù)目幾乎不受限制，其最大數(shù)目只受系統(tǒng)的存儲容量的限制。這對大型控制或數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等一些特殊場所是很有用存儲容量的限制。這對大型控制或數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等一些特殊場所是很有用途的。途的。 3 3尋址的控制邏輯比較簡單。尋址的控制邏輯比較簡單。這種尋址方式的主要缺陷是：這

6、種尋址方式的主要缺陷是： 1 1I/OI/O端口占用了一部分存儲器地址空間，使可用的內(nèi)存空間相對減少。端口占用了一部分存儲器地址空間，使可用的內(nèi)存空間相對減少。另外，當(dāng)一切地址都必需做為存儲器單元運(yùn)用時，那么不能采用這種方法。另外，當(dāng)一切地址都必需做為存儲器單元運(yùn)用時，那么不能采用這種方法。 2 2對外設(shè)的訪問和對存儲器的訪問一樣，必需對全部地址線譯碼，因此對外設(shè)的訪問和對存儲器的訪問一樣，必需對全部地址線譯碼，因此地址譯碼電路比較復(fù)雜。地址譯碼電路比較復(fù)雜。 3 3存儲器操作指令字節(jié)長，需求較長的執(zhí)行時間，降低了存儲器操作指令字節(jié)長，需求較長的執(zhí)行時間，降低了I/OI/O操作速度。操作速度。

7、 4 4用存儲器指令來處置輸入用存儲器指令來處置輸入/ /輸出，在程序清單中不易區(qū)別，給程序的輸出，在程序清單中不易區(qū)別，給程序的設(shè)計，分析和調(diào)試帶來一定的困難。設(shè)計，分析和調(diào)試帶來一定的困難。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 輸入輸出的尋址方式輸入輸出的尋址方式 2 I/O2 I/O映象尋址方式映象尋址方式 I/OI/O映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：1 1I/OI/O空間與存儲器空間各自獨(dú)立，可分開設(shè)計。空間與存儲器空間各自獨(dú)立，可分開設(shè)計。 2 2由于采用單獨(dú)的由于采用單獨(dú)的I/O

8、I/O指令，其助記符與存儲器指令明顯不同，指令，其助記符與存儲器指令明顯不同，因此使程序編制明晰，易于了解。因此使程序編制明晰，易于了解。3 3I/OI/O地址線較少，所以譯碼電路簡單。地址線較少，所以譯碼電路簡單。4 4I/OI/O指令格式短，執(zhí)行時間快。指令格式短，執(zhí)行時間快。這種尋址方式的主要缺陷是：這種尋址方式的主要缺陷是：1 1需求專門的需求專門的I/OI/O指令，且這些指令普通不如存儲器訪問指令指令，且這些指令普通不如存儲器訪問指令豐富，程序設(shè)計靈敏性較差。豐富，程序設(shè)計靈敏性較差。2 2參與譯碼的地址線較少，使外設(shè)端口數(shù)目遭到限制。參與譯碼的地址線較少，使外設(shè)端口數(shù)目遭到限制。3

9、 3采用公用的采用公用的I/OI/O周期和公用的周期和公用的I/OI/O控制線，這不僅使微處置控制線，這不僅使微處置器有限的引腳更加緊張，而且也添加了控制邏輯的復(fù)雜性。最小器有限的引腳更加緊張，而且也添加了控制邏輯的復(fù)雜性。最小方式下的方式下的80888088那么用那么用M/IOM/IO信號來區(qū)分存儲器或信號來區(qū)分存儲器或I/OI/O端口的訪問。端口的訪問。最大方式下的最大方式下的80888088與協(xié)處置器與協(xié)處置器80878087銜接，引腳更為緊張，只需經(jīng)銜接，引腳更為緊張，只需經(jīng)過輸出三個總線周期信號，再由過輸出三個總線周期信號，再由82888288總線控制器解讀后生成存儲總線控制器解讀后

10、生成存儲器讀器讀/ /寫、寫、I/OI/O讀讀/ /寫的控制信號。寫的控制信號。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088公用公用I/OI/O指令指令 對于采用直接尋址方式，其指令格式為：對于采用直接尋址方式，其指令格式為：輸入指令：輸入指令：IN ALIN AL，n n和和IN AXIN AX，n n輸出指令：輸出指令：OUT nOUT n，ALAL和和OUT nOUT n，AX AX 對于采用間接尋址方式，其指令格式為：對于采用間接尋址方式，其指令格式為：輸入指令：輸入指令：IN ALIN AL，

11、DXDX和和IN AXIN AX，DXDX輸出指令：輸出指令：0UT DX0UT DX，ALAL和和OUT DXOUT DX，AX AX 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 門電路組合法門電路組合法常見的端口地址選擇方法有三種：門電路組合法、譯碼器譯碼法、常見的端口地址選擇方法有三種：門電路組合法、譯碼器譯碼法、比較器比較法。比較器比較法。門電路組合法是最簡單的一種端口地址選擇方法，它采用常見的門電路組合法是最簡單的一種端口地址選擇方法，它采用常見的邏輯門電路，比如與門、或門、非門等作為根本的組合元件。邏輯門電

12、路，比如與門、或門、非門等作為根本的組合元件。普通端口都是指存放器、鎖存器或緩沖器，這些器件都有一個芯普通端口都是指存放器、鎖存器或緩沖器，這些器件都有一個芯片選擇信號，簡稱片選信號，多數(shù)是低電平有效，當(dāng)然，也有一片選擇信號，簡稱片選信號，多數(shù)是低電平有效，當(dāng)然，也有一些芯片沒有片選信號，而是有使能端，或脈沖控制端，總之是使些芯片沒有片選信號，而是有使能端，或脈沖控制端，總之是使器件產(chǎn)生動作的控制端。器件產(chǎn)生動作的控制端。端口地址選擇的目的，是當(dāng)?shù)刂肪€上出現(xiàn)某種信息組合時，在電端口地址選擇的目的，是當(dāng)?shù)刂肪€上出現(xiàn)某種信息組合時，在電路的輸出端會產(chǎn)生一個有效信號有效信號有四種形狀，即高電路的輸出

13、端會產(chǎn)生一個有效信號有效信號有四種形狀，即高電平、低電平、上跳沿、下降沿，詳細(xì)運(yùn)用哪種形狀，視所運(yùn)用器平、低電平、上跳沿、下降沿，詳細(xì)運(yùn)用哪種形狀，視所運(yùn)用器件而定，該信號連到器件的控制端，使器件產(chǎn)生動作，從而完件而定，該信號連到器件的控制端，使器件產(chǎn)生動作，從而完成成I/OI/O端口的讀端口的讀/ /寫操作。寫操作。這種方法簡單、直觀，適宜于單個端口，常用的根本門電路有這種方法簡單、直觀，適宜于單個端口，常用的根本門電路有740074002 2輸入輸入4 4與非門、與非門、740874082 2輸入輸入4 4與門、與門、742074204 4輸入雙輸入雙與非門、與非門、743074308 8

14、輸入與非門、輸入與非門、740274022 2輸入輸入4 4或非門、或非門、743274322 2輸入輸入4 4或門、或門、74047404六反相器等等。六反相器等等。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 譯碼器譯碼法譯碼器譯碼法 這是最常用的一種方法，就是利用譯碼器芯片對地址進(jìn)展譯碼。這是最常用的一種方法，就是利用譯碼器芯片對地址進(jìn)展譯碼。PC/XTPC/XT微型機(jī)系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址譯碼采樣了一個微型機(jī)系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址譯碼采樣了一個74LS74LS譯碼電路。譯碼電路。這些芯片也都有片選信號，

15、這些芯片也都有片選信號，74LSl3874LSl38譯碼器的輸出與這些芯片的片選信號譯碼器的輸出與這些芯片的片選信號銜接。各接口芯片內(nèi)部有多個存放器，因此應(yīng)有多個端口地址。譯碼器銜接。各接口芯片內(nèi)部有多個存放器，因此應(yīng)有多個端口地址。譯碼器只直接運(yùn)用只直接運(yùn)用A9A9A5A5，其他的低，其他的低5 5位地址位地址A4A4A0A0末接，留給各接口芯片自行末接，留給各接口芯片自行內(nèi)部譯碼，以便尋址多個存放器。顯然，由于內(nèi)部譯碼，以便尋址多個存放器。顯然，由于A4A4A0A0未接到譯碼器，所未接到譯碼器，所以每個譯碼器的輸出端對應(yīng)以每個譯碼器的輸出端對應(yīng)25=3225=32個端口地址，其地址范圍依次

16、是：個端口地址，其地址范圍依次是：8237 000H 8237 000H 01FH01FH8259 020H 8259 020H 03FH03FH8253 040H 8253 040H 05FH05FH8255 060H 8255 060H 07FH07FHDMADMA頁面存放器頁面存放器 080H 080H 09FH09FHNMINMI屏蔽存放器屏蔽存放器 0A0H 0A0H 0BFH0BFH保管的保管的 0C0H 0C0H 0DFH0DFH保管的保管的 0E0H 0E0H 0FFH0FFH系統(tǒng)為每個接口芯片預(yù)留出系統(tǒng)為每個接口芯片預(yù)留出3232個端口地址，至于每個接口芯片用多少，個端口地址

17、，至于每個接口芯片用多少，那么視接口芯片內(nèi)部存放器的數(shù)目而定。那么視接口芯片內(nèi)部存放器的數(shù)目而定。譯碼器譯碼法可以方便地對多個地址進(jìn)展譯碼，適宜于多個端口的電路。譯碼器譯碼法可以方便地對多個地址進(jìn)展譯碼，適宜于多個端口的電路。常用的譯碼器有常用的譯碼器有74/7415574/74155雙雙2 2線線-4-4線譯碼器、線譯碼器、74743 3線線-8-8線譯碼器、線譯碼器、74154741544 4線線-16-16線譯碼器。線譯碼器。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 比較器比較法比較器比較法這是比較靈敏的一種

18、方法，就是利用數(shù)碼比較器把地址線這是比較靈敏的一種方法，就是利用數(shù)碼比較器把地址線上的地址同預(yù)定的地址相比較，進(jìn)而確定地址能否相符。上的地址同預(yù)定的地址相比較，進(jìn)而確定地址能否相符。假設(shè)比較后兩個地址相等，那么表示地址總線送來的端口假設(shè)比較后兩個地址相等，那么表示地址總線送來的端口地址就是該端口的地址。地址就是該端口的地址。用比較器比較法進(jìn)展端口地址譯碼不僅原理直觀，方法簡用比較器比較法進(jìn)展端口地址譯碼不僅原理直觀，方法簡便，更主要的是經(jīng)過改動預(yù)設(shè)置，就可以很容易地改動接便，更主要的是經(jīng)過改動預(yù)設(shè)置，就可以很容易地改動接口電路中端口的地址，而不需求改動線路，運(yùn)用非常靈敏?？陔娐分卸丝诘牡刂?，而

19、不需求改動線路，運(yùn)用非常靈敏。在一些通用接口模板中，這一方法已得到廣泛的運(yùn)用。在一些通用接口模板中，這一方法已得到廣泛的運(yùn)用。常用的比較器有常用的比較器有748574854 4位數(shù)字比較器、位數(shù)字比較器、74688746888 8位數(shù)位數(shù)字比較器。字比較器。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 2.3 2.3 輸入輸出控制方式輸入輸出控制方式 I/OI/O設(shè)備與存儲器區(qū)別：設(shè)備與存儲器區(qū)別：1 1存儲器的任務(wù)速度幾乎和中央處置機(jī)一樣，存儲器的任務(wù)速度幾乎和中央處置機(jī)一樣，而大多數(shù)而大多數(shù)I/OI/O設(shè)備任務(wù)較慢

20、，且不同的設(shè)備任務(wù)較慢，且不同的I/OI/O設(shè)備又有不同的設(shè)備又有不同的任務(wù)速度。任務(wù)速度。2 2存儲器的字長普通是以字節(jié)為單位或等于存儲器的字長普通是以字節(jié)為單位或等于機(jī)器字長，而機(jī)器字長，而I/OI/O設(shè)備傳送的過程中能夠是設(shè)備傳送的過程中能夠是8 8位數(shù)據(jù)，也能位數(shù)據(jù)，也能夠是夠是1 1位，位，2 2位位不等的形狀或控制信息。不等的形狀或控制信息。3 3存儲器中的信號方式與存儲器中的信號方式與CPUCPU一樣，而一樣，而I/OI/O設(shè)設(shè)備能夠是數(shù)字信號也能夠是模擬信號，能夠是電壓信號也備能夠是數(shù)字信號也能夠是模擬信號，能夠是電壓信號也能夠是電流信號，能夠是并行的也能夠是串行的等等。能夠是

21、電流信號，能夠是并行的也能夠是串行的等等。4 4存儲器的控制信號主要是讀存儲器的控制信號主要是讀/ /寫信號，而寫信號，而I/OI/O設(shè)備普通有多種控制信號，如設(shè)備任務(wù)，空閑等形狀設(shè)備普通有多種控制信號，如設(shè)備任務(wù)，空閑等形狀信號，設(shè)備的啟動，去除等控制信號。信號，設(shè)備的啟動，去除等控制信號。這些差別都使得這些差別都使得I/OI/O數(shù)據(jù)傳送過程較為復(fù)雜，隨之而來的數(shù)據(jù)傳送過程較為復(fù)雜，隨之而來的就是根據(jù)不同設(shè)備需采用不同的傳送方式，相應(yīng)的也就要就是根據(jù)不同設(shè)備需采用不同的傳送方式，相應(yīng)的也就要采用不同的控制方式。采用不同的控制方式。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER S

22、CIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) I/OI/O控制方式控制方式 CPUCPU對對I/OI/O控制方式，就微機(jī)系統(tǒng)而言有四種根本方式，即控制方式，就微機(jī)系統(tǒng)而言有四種根本方式，即無條件傳送控制方式，程序查詢傳送控制方式，中斷傳送無條件傳送控制方式，程序查詢傳送控制方式，中斷傳送控制方式和控制方式和DMADMA控制方式。控制方式。無條件傳送方式，無條件傳送方式，CPUCPU可在任何時辰與可在任何時辰與I/OI/O設(shè)備交換數(shù)據(jù)，設(shè)備交換數(shù)據(jù)，對對CPUCPU而言，而言，I/OI/O設(shè)備總是處于預(yù)備就緒形狀。設(shè)備總是處于預(yù)備就緒形狀。程序查詢方式，程序查詢方式，CPUCPU經(jīng)

23、過查詢經(jīng)過查詢I/OI/O設(shè)備的形狀，斷定哪個設(shè)設(shè)備的形狀，斷定哪個設(shè)備需求效力，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的效力程序。備需求效力，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的效力程序。中斷方式，當(dāng)中斷方式，當(dāng)I/OI/O設(shè)備需求設(shè)備需求CPUCPU為其效力時，可以發(fā)生中斷為其效力時，可以發(fā)生中斷懇求信號懇求信號INTRINTR，CPUCPU接到懇求信號后，中斷正在執(zhí)行的程接到懇求信號后，中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去為該設(shè)備效力，效力終了，前往原來被中斷的程序，轉(zhuǎn)去為該設(shè)備效力，效力終了，前往原來被中斷的程序并繼續(xù)執(zhí)行。序并繼續(xù)執(zhí)行。直接存儲器存取直接存儲器存取DMADMA方式，采用這種方式時，在方式，采用這種方式時，在DMADMA控控制器

24、的管理下，制器的管理下，I/OI/O設(shè)備和存儲器直接交換信息，而不需設(shè)備和存儲器直接交換信息，而不需求求CPUCPU介入。介入。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 無條件傳送控制方式無條件傳送控制方式 無條件傳送方式又稱同步方式，是最簡單的一種無條件傳送方式又稱同步方式，是最簡單的一種I/OI/O控制控制方式，多用于方式，多用于CPUCPU與低速接口之間的信息交換。如開關(guān)、與低速接口之間的信息交換。如開關(guān)、繼電器、繼電器、LEDLED顯示器，它們總是被以為處于顯示器，它們總是被以為處于“待命形狀待命形狀即總是

25、處于預(yù)備就緒或閑置形狀，即總是處于預(yù)備就緒或閑置形狀，CPUCPU可在任何時候可在任何時候執(zhí)行執(zhí)行I/OI/O指令，無條件地與外部設(shè)備進(jìn)展信息交換，而不指令，無條件地與外部設(shè)備進(jìn)展信息交換，而不用思索外部設(shè)備的形狀。用思索外部設(shè)備的形狀。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 程序查詢傳送控制方式程序查詢傳送控制方式 程序查詢方式是有條件的傳送控制方式，在這種方式中，程序查詢方式是有條件的傳送控制方式，在這種方式中，CPUCPU對對I/OI/O設(shè)備的控制調(diào)度全部由程序來實(shí)現(xiàn)，一切的設(shè)備的控制調(diào)度全部由程序來實(shí)現(xiàn)，

26、一切的輸入輸出操作都處于正在被執(zhí)行的程序的控制下，輸入輸出操作都處于正在被執(zhí)行的程序的控制下，I/OI/O設(shè)設(shè)備完全處于被動位置。備完全處于被動位置。所謂查詢，就是訊問外部設(shè)備的任務(wù)形狀，經(jīng)過這一形狀所謂查詢，就是訊問外部設(shè)備的任務(wù)形狀，經(jīng)過這一形狀來斷定外設(shè)能否已具備了與來斷定外設(shè)能否已具備了與CPUCPU交換數(shù)據(jù)的條件，即外設(shè)交換數(shù)據(jù)的條件，即外設(shè)能否已預(yù)備好與能否已預(yù)備好與CPUCPU交換數(shù)據(jù)。交換數(shù)據(jù)。對輸入設(shè)備而言，這個形狀指示輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)能否曾經(jīng)對輸入設(shè)備而言，這個形狀指示輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)能否曾經(jīng)預(yù)備就緒，預(yù)備就緒，CPUCPU能否可以隨時來讀取這個數(shù)據(jù)。對輸出設(shè)能否可以隨時來讀取

27、這個數(shù)據(jù)。對輸出設(shè)備而言，這個形狀指示輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)接納存放器能否已備而言，這個形狀指示輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)接納存放器能否已空，能否可以隨時接受空，能否可以隨時接受CPUCPU送來的數(shù)據(jù)。送來的數(shù)據(jù)。 程序查詢是最常用的程序查詢是最常用的I/OI/O控制方式，其特點(diǎn)是控制方式，其特點(diǎn)是I/OI/O操作由操作由CPUCPU啟動，即啟動，即CPUCPU是自動的而是自動的而I/OI/O是被動的，一切的傳送都是被動的，一切的傳送都是與程序的執(zhí)行同步的。它的優(yōu)點(diǎn)是能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與是與程序的執(zhí)行同步的。它的優(yōu)點(diǎn)是能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與CPUCPU之間定時的差別，并且用于接口的硬件較少，也不需之間定時的差別，并且用

28、于接口的硬件較少，也不需求專門的硬件。求專門的硬件。它的主要缺陷有兩個：一個是因它需踏步檢測某設(shè)備形狀它的主要缺陷有兩個：一個是因它需踏步檢測某設(shè)備形狀或周期性檢查一切設(shè)備形狀，所以影響微機(jī)系統(tǒng)的效率?；蛑芷谛詸z查一切設(shè)備形狀，所以影響微機(jī)系統(tǒng)的效率。二是系統(tǒng)所接入的設(shè)備越多，查詢的周期就越長，因此對二是系統(tǒng)所接入的設(shè)備越多，查詢的周期就越長，因此對任務(wù)速度較快的任務(wù)速度較快的I/OI/O設(shè)備會因效力不及時而喪失數(shù)據(jù)。設(shè)備會因效力不及時而喪失數(shù)據(jù)。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷傳送控制方式中斷傳送控

29、制方式 程序查詢方式獨(dú)占程序查詢方式獨(dú)占CPUCPU，而通常外設(shè)的輸入輸出速度很慢，而通常外設(shè)的輸入輸出速度很慢，浪費(fèi)了大量的浪費(fèi)了大量的CPUCPU時間，它使得時間，它使得CPUCPU在查詢過程中除了檢測在查詢過程中除了檢測外設(shè)形狀以外，不能做任何其他事情。外設(shè)形狀以外，不能做任何其他事情。 在中斷傳送控制方式中，在中斷傳送控制方式中，CPUCPU執(zhí)行功能程序與外部設(shè)備任執(zhí)行功能程序與外部設(shè)備任務(wù)，二者是并行進(jìn)展的，它改動了務(wù)，二者是并行進(jìn)展的，它改動了CPUCPU自動查詢外設(shè)形狀自動查詢外設(shè)形狀的情況，而是當(dāng)外設(shè)一切預(yù)備就緒后，自動向的情況，而是當(dāng)外設(shè)一切預(yù)備就緒后，自動向CPUCPU提出

30、進(jìn)提出進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽┣?。展?shù)據(jù)傳輸?shù)膽┣蟆?中斷過程就是中斷過程就是CPUCPU對一個隨機(jī)的懇求進(jìn)展處置的過程，它對一個隨機(jī)的懇求進(jìn)展處置的過程，它普通包括五個方面，即中斷懇求、中斷排隊(duì)、中斷呼應(yīng)、普通包括五個方面，即中斷懇求、中斷排隊(duì)、中斷呼應(yīng)、中斷效力和中斷前往。中斷效力和中斷前往。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷懇求中斷懇求 中斷源就是指可以發(fā)出中斷懇求信號的來源。中斷源就是指可以發(fā)出中斷懇求信號的來源。中斷源可以產(chǎn)生中斷懇求信號有兩個條件：中斷源可以產(chǎn)生中斷懇求信號有兩個條件：l l中斷源本身

31、任務(wù)曾經(jīng)中斷源本身任務(wù)曾經(jīng)“預(yù)備就緒。比如對于輸入設(shè)預(yù)備就緒。比如對于輸入設(shè)備，備，“預(yù)備就緒就是指它曾經(jīng)預(yù)備好數(shù)據(jù)，預(yù)備就緒就是指它曾經(jīng)預(yù)備好數(shù)據(jù)，CPUCPU可以隨時可以隨時來讀取這個數(shù)據(jù)；對于輸出設(shè)備，來讀取這個數(shù)據(jù)；對于輸出設(shè)備，“預(yù)備就緒就是指它預(yù)備就緒就是指它曾經(jīng)預(yù)備好隨時接納曾經(jīng)預(yù)備好隨時接納CPUCPU送來的數(shù)據(jù)。送來的數(shù)據(jù)。2 2CPUCPU允許該中斷源懇求中斷。普通來說，允許該中斷源懇求中斷。普通來說，CPUCPU本身有本身有一個中斷允許觸發(fā)器，而每一個中斷源也有一個中斷允許一個中斷允許觸發(fā)器，而每一個中斷源也有一個中斷允許觸發(fā)器或稱之為中斷屏蔽存放器，假設(shè)觸發(fā)器或稱之為中

32、斷屏蔽存放器，假設(shè)CPUCPU本身制止本身制止中斷即其中斷允許觸發(fā)器處于制止形狀，那么即使外中斷即其中斷允許觸發(fā)器處于制止形狀，那么即使外部有中斷懇求信號，部有中斷懇求信號，CPUCPU也不會呼應(yīng)。假設(shè)也不會呼應(yīng)。假設(shè)CPUCPU本身允許中本身允許中斷，它就可以接受呼應(yīng)中斷源發(fā)出的中斷懇求信號。斷，它就可以接受呼應(yīng)中斷源發(fā)出的中斷懇求信號。此時，哪一個中斷源能夠發(fā)出中斷懇求信號，就要看此時，哪一個中斷源能夠發(fā)出中斷懇求信號，就要看CPUCPU使哪一個中斷源的中斷允許觸發(fā)器處于允許形狀即該中使哪一個中斷源的中斷允許觸發(fā)器處于允許形狀即該中斷源所屬的中斷屏蔽存放器處于非屏蔽形狀。假設(shè)斷源所屬的中斷

33、屏蔽存放器處于非屏蔽形狀。假設(shè)CPUCPU制止某個中斷源懇求中斷，那么即使這個中斷源本身任務(wù)制止某個中斷源懇求中斷，那么即使這個中斷源本身任務(wù)曾經(jīng)預(yù)備就緒，它也不能夠向曾經(jīng)預(yù)備就緒，它也不能夠向CPUCPU提出中斷懇求。提出中斷懇求。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷排隊(duì)中斷排隊(duì) 處理中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)普通有兩種方法，即軟件查詢法和硬處理中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)普通有兩種方法，即軟件查詢法和硬件排隊(duì)法。件排隊(duì)法。l l軟件查詢法軟件查詢法 根本思想：用軟件查詢中斷源，根據(jù)查詢的順序先后來確根本思想：用軟件查詢中斷源，

34、根據(jù)查詢的順序先后來確定中斷源的優(yōu)先級。先查詢的優(yōu)先級就高，后查詢的優(yōu)先定中斷源的優(yōu)先級。先查詢的優(yōu)先級就高，后查詢的優(yōu)先級就低，只需改動查詢次序，就可以改動中斷源的中斷優(yōu)級就低，只需改動查詢次序，就可以改動中斷源的中斷優(yōu)先級。先級。 軟件查詢法的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件，電路簡單，程序設(shè)計軟件查詢法的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件，電路簡單，程序設(shè)計靈敏，優(yōu)先級調(diào)整方便，缺陷是每次呼應(yīng)中斷后，都要從靈敏，優(yōu)先級調(diào)整方便，缺陷是每次呼應(yīng)中斷后，都要從優(yōu)先權(quán)最高的中斷開場訊問，外設(shè)中斷源越多，查詢的時優(yōu)先權(quán)最高的中斷開場訊問，外設(shè)中斷源越多，查詢的時間就越長，而且各個中斷源的效力呼應(yīng)時間也是不同的，間就越長，而且

35、各個中斷源的效力呼應(yīng)時間也是不同的，呵斥優(yōu)先級別低的中斷源實(shí)時處置性差。呵斥優(yōu)先級別低的中斷源實(shí)時處置性差。 2 2硬件排隊(duì)法硬件排隊(duì)法根本思想：用硬件判優(yōu)邏輯電路來確定懇求中斷中的最高根本思想：用硬件判優(yōu)邏輯電路來確定懇求中斷中的最高優(yōu)先級，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級別是由它們在判優(yōu)電路優(yōu)先級，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級別是由它們在判優(yōu)電路中的位置決議的。中的位置決議的。 硬件排隊(duì)法的優(yōu)點(diǎn)在于中斷呼應(yīng)速度炔，并且各不同設(shè)備，硬件排隊(duì)法的優(yōu)點(diǎn)在于中斷呼應(yīng)速度炔，并且各不同設(shè)備，無論它排在鏈頭還是鏈尾，它的呼應(yīng)時間是一樣的。缺陷無論它排在鏈頭還是鏈尾，它的呼應(yīng)時間是一樣的。缺陷是添加了硬設(shè)備，電路設(shè)計復(fù)

36、雜。是添加了硬設(shè)備，電路設(shè)計復(fù)雜。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷呼應(yīng)中斷呼應(yīng) 呼應(yīng)中斷條件：呼應(yīng)中斷條件： l l外部設(shè)備有中斷懇求。外部設(shè)備有中斷懇求。 2 2CPUCPU本身允許中斷。本身允許中斷。 3 3沒有更高級的中斷正在被效力。沒有更高級的中斷正在被效力。CPUCPU對有些事情的處置對有些事情的處置是制止被打擾的，比如是制止被打擾的，比如DMADMA操作等。操作等。 4 4CPUCPU在每條指令終了后呼應(yīng)中斷。在每條指令終了后呼應(yīng)中斷。CPUCPU不能在指令執(zhí)行不能在指令執(zhí)行的中間呼應(yīng)中斷

37、，而是在每條指令的最后一個的中間呼應(yīng)中斷，而是在每條指令的最后一個T T形狀采樣中斷懇形狀采樣中斷懇求線，假設(shè)有中斷懇求并且滿足呼應(yīng)條件的話，將發(fā)出中斷呼應(yīng)求線，假設(shè)有中斷懇求并且滿足呼應(yīng)條件的話，將發(fā)出中斷呼應(yīng)信號。信號。CPUCPU一旦呼應(yīng)中斷，將在中斷呼應(yīng)周期中完成一些必要的操作，一旦呼應(yīng)中斷，將在中斷呼應(yīng)周期中完成一些必要的操作，這些任務(wù)是由硬件自動完成的，無需人工介入。這些任務(wù)是由硬件自動完成的，無需人工介入。 1 1關(guān)中斷。內(nèi)部自動實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷，制止在中斷呼應(yīng)期間關(guān)中斷。內(nèi)部自動實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷，制止在中斷呼應(yīng)期間遭到外部干擾。遭到外部干擾。 2 2維護(hù)斷點(diǎn)。是指維護(hù)斷點(diǎn)的地址，也就是中斷

38、發(fā)生時維護(hù)斷點(diǎn)。是指維護(hù)斷點(diǎn)的地址，也就是中斷發(fā)生時在程序計數(shù)器中保管的下一條指令的地址。維護(hù)斷點(diǎn)的目的是執(zhí)在程序計數(shù)器中保管的下一條指令的地址。維護(hù)斷點(diǎn)的目的是執(zhí)行完中斷效力程序后能前往到該地址繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)原程序。行完中斷效力程序后能前往到該地址繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)原程序。 3 3將中斷效力程序的入口地址送入程序計數(shù)器，從而實(shí)將中斷效力程序的入口地址送入程序計數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷效力程序。不同的現(xiàn)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷效力程序。不同的CPUCPU有不同的轉(zhuǎn)入方法。有不同的轉(zhuǎn)入方法。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷效

39、力中斷效力 中斷效力就是指執(zhí)行中斷效力程序，包括三個部分：維護(hù)中斷效力就是指執(zhí)行中斷效力程序，包括三個部分：維護(hù)現(xiàn)場、中斷處置和恢復(fù)現(xiàn)場?，F(xiàn)場、中斷處置和恢復(fù)現(xiàn)場。維護(hù)現(xiàn)場是進(jìn)入中斷效力程序后首先要做的任務(wù)。主程序維護(hù)現(xiàn)場是進(jìn)入中斷效力程序后首先要做的任務(wù)。主程序中要用到存放器，中斷效力程序中也要用到存放器，而中要用到存放器，中斷效力程序中也要用到存放器，而CPUCPU中的存放器又是有限的，所以維護(hù)現(xiàn)場的目的就是將中的存放器又是有限的，所以維護(hù)現(xiàn)場的目的就是將有關(guān)的存放器內(nèi)容壓入堆棧保管起來。所謂有關(guān)的存放器有關(guān)的存放器內(nèi)容壓入堆棧保管起來。所謂有關(guān)的存放器是指中斷效力程序中運(yùn)用的那些存放器，

40、將這些存放器的是指中斷效力程序中運(yùn)用的那些存放器，將這些存放器的內(nèi)容保管起來，也就保管了主程序斷點(diǎn)處的任務(wù)環(huán)境，以內(nèi)容保管起來，也就保管了主程序斷點(diǎn)處的任務(wù)環(huán)境，以后即使改動了這些存放器的內(nèi)容也沒關(guān)系，由于斷點(diǎn)處的后即使改動了這些存放器的內(nèi)容也沒關(guān)系，由于斷點(diǎn)處的任務(wù)環(huán)境曾經(jīng)被保管下來，隨時都可以恢復(fù)。維護(hù)現(xiàn)場普任務(wù)環(huán)境曾經(jīng)被保管下來，隨時都可以恢復(fù)。維護(hù)現(xiàn)場普通運(yùn)用通運(yùn)用PUSHPUSH指令。指令。中斷處置是中斷效力程序中的中心任務(wù)。它本質(zhì)性地完成中斷處置是中斷效力程序中的中心任務(wù)。它本質(zhì)性地完成CPUCPU與外設(shè)之間的輸入或輸出操作，有時也包括內(nèi)存地址與外設(shè)之間的輸入或輸出操作，有時也包括

41、內(nèi)存地址的修正，計數(shù)值的修正等等。的修正，計數(shù)值的修正等等。恢復(fù)現(xiàn)場的目的就是恢復(fù)主程序斷點(diǎn)處的任務(wù)環(huán)境，這個恢復(fù)現(xiàn)場的目的就是恢復(fù)主程序斷點(diǎn)處的任務(wù)環(huán)境，這個環(huán)境是在維護(hù)現(xiàn)場任務(wù)中保管起來的，普通運(yùn)用環(huán)境是在維護(hù)現(xiàn)場任務(wù)中保管起來的，普通運(yùn)用POPPOP指令指令來完成。來完成。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷前往中斷前往 中斷前往是中斷過程的最后一個環(huán)節(jié)，它是由中斷前往指中斷前往是中斷過程的最后一個環(huán)節(jié)，它是由中斷前往指令令I(lǐng)RETIRET來實(shí)現(xiàn)的，其目的在于將斷點(diǎn)地址前往到程序來實(shí)現(xiàn)的，其目的在于將

42、斷點(diǎn)地址前往到程序計數(shù)器，由于計算機(jī)總是按照程序計數(shù)器的地址取指令執(zhí)計數(shù)器，由于計算機(jī)總是按照程序計數(shù)器的地址取指令執(zhí)行程序，所以行程序，所以CPUCPU自然從斷點(diǎn)地址開場繼續(xù)執(zhí)行原程序。自然從斷點(diǎn)地址開場繼續(xù)執(zhí)行原程序。需求闡明的一點(diǎn)是，需求闡明的一點(diǎn)是，CPUCPU在呼應(yīng)中斷時曾經(jīng)在其內(nèi)部自動在呼應(yīng)中斷時曾經(jīng)在其內(nèi)部自動實(shí)現(xiàn)了關(guān)中斷制止中斷，其目的是在中斷呼應(yīng)過程中，實(shí)現(xiàn)了關(guān)中斷制止中斷，其目的是在中斷呼應(yīng)過程中，維護(hù)斷點(diǎn)，轉(zhuǎn)入中斷效力程序等任務(wù)不受其它中斷源的干維護(hù)斷點(diǎn)，轉(zhuǎn)入中斷效力程序等任務(wù)不受其它中斷源的干擾，但由于關(guān)了中斷，使得在整個中斷效力過程中不能再擾，但由于關(guān)了中斷，使得在整

43、個中斷效力過程中不能再呼應(yīng)其他的中斷，也就是不能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。而假設(shè)不在呼應(yīng)其他的中斷，也就是不能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。而假設(shè)不在中斷效力程序前往之前，或在主程序循環(huán)體中重新開中斷中斷效力程序前往之前，或在主程序循環(huán)體中重新開中斷的話，那么系統(tǒng)就不能夠再呼應(yīng)任何可屏蔽的中斷懇求。的話，那么系統(tǒng)就不能夠再呼應(yīng)任何可屏蔽的中斷懇求。顯然，為了實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，一定要在中斷效力程序中開場顯然，為了實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，一定要在中斷效力程序中開場的部分安排開中斷指令；為了實(shí)現(xiàn)延續(xù)的中斷，最好在中的部分安排開中斷指令；為了實(shí)現(xiàn)延續(xù)的中斷，最好在中斷前往指令之前安排一個開中斷指令。斷前往指令之前安排一個開中斷指令。 計算機(jī)科

44、學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 80888088具有強(qiáng)大的中斷處置功能，它可以處置具有強(qiáng)大的中斷處置功能，它可以處置256256種不同類種不同類型的中斷，類型號為型的中斷，類型號為0 0255255。 OF TF IF 圖 2.3.1 8088 中斷源 除法 出錯 INTn 指令 INT0 指令 單步 TF=1 中 斷 邏 輯 不可屏蔽中斷請求 8086/8088 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 INT INTR 8259A NMI 計算機(jī)科學(xué)與

45、技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 內(nèi)部中斷和外部中斷內(nèi)部中斷和外部中斷 1 1外部中斷外部中斷外部中斷是由外部中斷是由CPUCPU外部引起的中斷，需求外設(shè)產(chǎn)生一個信號來外部引起的中斷，需求外設(shè)產(chǎn)生一個信號來通知通知CPUCPU，包括非屏蔽中斷，包括非屏蔽中斷NMINMI和可屏蔽中斷和可屏蔽中斷INTRINTR。非屏蔽中斷非屏蔽中斷NMINMI不能被制止，它只需產(chǎn)生就必需呼應(yīng)，不受不能被制止，它只需產(chǎn)生就必需呼應(yīng)，不受CPUCPU的中斷允許觸發(fā)器的中斷允許觸發(fā)器IFIF的控制，其中斷號為的控制，其中斷號為2 2，普通用于，

46、普通用于最急迫的事情。它的優(yōu)先級高于最急迫的事情。它的優(yōu)先級高于INTRINTR。可屏蔽中斷可屏蔽中斷INTRINTR受受CPUCPU的中斷允許觸發(fā)器的中斷允許觸發(fā)器IFIF的控制，可由指令的控制，可由指令來實(shí)現(xiàn)控制：來實(shí)現(xiàn)控制：STISTI使使IF=1IF=1允許中斷，允許中斷，CLICLI使使IF=OIF=O制止中斷。制止中斷。 2 2內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷是由內(nèi)部中斷是由CPUCPU形狀的改動或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中斷，形狀的改動或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中斷，它不受它不受IFIF的控制，主要用于功能調(diào)用、程序調(diào)試和不測情的控制，主要用于功能調(diào)用、程序調(diào)試和不測情況處置。況處置。內(nèi)部中斷包

47、括四類：除法錯中斷、單步中斷、溢出中斷、軟內(nèi)部中斷包括四類：除法錯中斷、單步中斷、溢出中斷、軟件中斷。件中斷。 各類中斷源的優(yōu)先級別由高到低的順序依次為內(nèi)部中斷、各類中斷源的優(yōu)先級別由高到低的順序依次為內(nèi)部中斷、NMINMI、INTRINTR、單步中斷。、單步中斷。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷向量表中斷向量表中斷向量表是中斷效力程序的入口地址表。中斷向量表是中斷效力程序的入口地址表。每個中斷效力程序的入口地址都有每個中斷效力程序的入口地址都有2 2個字節(jié)的段地址和個字節(jié)的段地址和2 2個個字節(jié)的段內(nèi)

48、偏移量共字節(jié)的段內(nèi)偏移量共4 4個字節(jié)組成，共有個字節(jié)組成，共有256256個中斷源，所個中斷源，所以中斷向量表共占用以中斷向量表共占用2562564=10244=1024字節(jié)空間，并且從存儲器字節(jié)空間，并且從存儲器地址的最低端開場存放即地址地址的最低端開場存放即地址00000H00000H003FFH003FFH。 內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別在于：內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別在于： 1 1外部中斷需求從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型碼，而外部中斷需求從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型碼，而內(nèi)部中斷的中斷類型碼是指令的一部分。內(nèi)部中斷的中斷類型碼是指令的一部分。 2 2外部中斷受中斷允許觸發(fā)器外部中斷受中斷允

49、許觸發(fā)器IFIF的控制，而內(nèi)部中的控制，而內(nèi)部中斷不受斷不受IFIF的控制。的控制。 3 3內(nèi)部中斷的優(yōu)先級別比外部中斷要高除單步中內(nèi)部中斷的優(yōu)先級別比外部中斷要高除單步中斷以外。斷以外。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造1 1 STACKSEGMENT STACK DW 100H DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTINT_SEG DW ？ ；保管中斷向量段地址；保管中斷向量段地址INT_OFF DW ？ ；保管中斷向

50、量偏移地址；保管中斷向量偏移地址DATA ENDS；CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE，DS:DATA，SS:STACKSTART PROC FAR PUSH DS XOR AX，AX POSH AX MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV AL，n ；指定類型號為；指定類型號為n MOV AH，35H INT 21H ；取中斷向量送到；取中斷向量送到ES:BX 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) MOV INT_SEG，ES MOV INT_OFF，BX ；維護(hù)；維護(hù)ES:BX

51、 CLI ；設(shè)置中斷向量必需關(guān)中斷；設(shè)置中斷向量必需關(guān)中斷 MOV AL，n MOV AH，25H ；重新設(shè)置；重新設(shè)置n MOV DX，SEG INTP MOV DS，DX MOV DX，OFFSET INTP；將；將INTP設(shè)置在設(shè)置在n上上 INT 21H STI ；設(shè)置終了后翻開中斷；設(shè)置終了后翻開中斷 ；主體程序；主體程序 CLI ；恢復(fù)中斷向量前必需關(guān)中斷；恢復(fù)中斷向量前必需關(guān)中斷 MOV AL，n MOV AH，25H MOV DX，INT_SEG MOV DS，DX MOV DX，INT_OFF INT 21H ；恢復(fù)原中斷向量；恢復(fù)原中斷向量 RETSTART ENDP808

52、88088系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造2 2 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) INTP PROC FAR STI ；允許中斷嵌套；允許中斷嵌套 PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI PUSH BP PUSH ES PUSH DS ；維護(hù)現(xiàn)場；維護(hù)現(xiàn)場 ；中斷處置；中斷處置 MOV AL，20H OUT 20H，AL ；8259中斷前往，發(fā)中斷前往，發(fā)EOI 80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造3

53、 3 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) POP DS POP ES POP BP POP DI POP SI POP DX POP CX POP BX POP AX ；恢復(fù)現(xiàn)場；恢復(fù)現(xiàn)場 IRFT ；中斷前往；中斷前往INTP ENDPCODE ENDS END START ；從；從START處執(zhí)行程序處執(zhí)行程序 程序中運(yùn)用了程序中運(yùn)用了DOS系統(tǒng)功能調(diào)用，其中系統(tǒng)功能調(diào)用，其中35H功能是取中斷向量，入口功能是取中斷向量，入口AL=中中斷類型號，出口斷類型號，出口ES：BX=中斷程序入口地址。另一個中斷程序

54、入口地址。另一個25H功能是設(shè)置中功能是設(shè)置中斷向量，入口斷向量，入口AL=中斷類型號，中斷類型號，DS：DX=中斷程序入口地址。中斷程序入口地址。80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造系統(tǒng)采用中斷方式的程序構(gòu)造4 4 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 直接存儲器存取直接存儲器存取DMADMA方式方式 所謂所謂DMADMA傳送方式即直接存儲器存取方式是一種不需傳送方式即直接存儲器存取方式是一種不需求求CPUCPU干涉也不需求軟件介入的高速數(shù)據(jù)傳送方式。干涉也不需求軟件介入的高速數(shù)據(jù)傳送方式。CPUCPU只

55、是啟動只是啟動DMADMA過程，但是絲毫不干涉這一過程，整個過程，但是絲毫不干涉這一過程，整個DMADMA過程是由硬件自動完成的，也不需求軟件的介入。在過程是由硬件自動完成的，也不需求軟件的介入。在DMADMA控制器的控制下，外設(shè)和存儲器利用數(shù)據(jù)總線直接進(jìn)控制器的控制下，外設(shè)和存儲器利用數(shù)據(jù)總線直接進(jìn)展數(shù)據(jù)交換。這樣，數(shù)據(jù)的傳送速度就取決于存儲器的存展數(shù)據(jù)交換。這樣，數(shù)據(jù)的傳送速度就取決于存儲器的存取時間，故數(shù)據(jù)傳送速率大大提高。取時間，故數(shù)據(jù)傳送速率大大提高。 DMADMA控制器除控制存儲器與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送之外，還控制器除控制存儲器與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送之外，還可以控制存儲器與存儲器之間的

56、數(shù)據(jù)傳送?？梢钥刂拼鎯ζ髋c存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送。在在DMADMA控制系統(tǒng)中，在沒有進(jìn)展控制系統(tǒng)中，在沒有進(jìn)展DMADMA傳送時，傳送時，CPUCPU作為系統(tǒng)作為系統(tǒng)中中心設(shè)備管理和運(yùn)用三條總線中中心設(shè)備管理和運(yùn)用三條總線ABAB、DBDB、CBCB進(jìn)展數(shù)據(jù)進(jìn)展數(shù)據(jù)的傳送和處置，而的傳送和處置，而DMADMA控制器僅作為控制器僅作為CPUCPU的普通外部設(shè)備，的普通外部設(shè)備，CPUCPU可對它進(jìn)展普通的可對它進(jìn)展普通的I/OI/O操作和初始化等任務(wù)。當(dāng)需求進(jìn)操作和初始化等任務(wù)。當(dāng)需求進(jìn)展展DMADMA傳送時，那么傳送時，那么DMADMA控制器成為系統(tǒng)中的中心設(shè)備，換控制器成為系統(tǒng)中的中心設(shè)備，換

57、句話說，句話說，DMADMA控制器必需接納控制器必需接納CPUCPU對三條總線的管理和運(yùn)用對三條總線的管理和運(yùn)用權(quán)，替代權(quán)，替代CPUCPU的位置，由的位置，由DMADMA控制器發(fā)出地址和控制信號，控制器發(fā)出地址和控制信號，完成存儲器和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。完成存儲器和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 2.4 2.4 中斷控制器中斷控制器8259A 8259A 8259A 8259A的主要功能為：的主要功能為： 1 1具有具有8 8級優(yōu)先權(quán)控制，經(jīng)過芯片級聯(lián)可擴(kuò)展至級優(yōu)先權(quán)控制，經(jīng)過芯片級聯(lián)

58、可擴(kuò)展至6464級級優(yōu)先權(quán)控制。優(yōu)先權(quán)控制。 2 2每一級中斷均可經(jīng)過編程屏蔽或允許。每一級中斷均可經(jīng)過編程屏蔽或允許。 3 3在中斷呼應(yīng)周期可提供相應(yīng)的中斷類型號。在中斷呼應(yīng)周期可提供相應(yīng)的中斷類型號。 4 4有多種任務(wù)方式，可經(jīng)過編程選擇。有多種任務(wù)方式，可經(jīng)過編程選擇。 5 5可與可與CPUCPU直接銜接，不需外加硬件電路。直接銜接，不需外加硬件電路。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 8259A8259A的內(nèi)部構(gòu)造的內(nèi)部構(gòu)造 圖 2.4.1 8259A 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部總線 INTA INT D7D0

59、數(shù)據(jù)總線 緩沖器 讀/寫 電路 級聯(lián) 控制 控制邏輯 中斷服務(wù)寄存器 (ISR) 優(yōu)先 級分 辨器 中斷請求寄存器 (IRR) 中斷屏蔽寄存器 (IMR) RD WR A0 CS CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大學(xué)吉林大學(xué) 82598259任務(wù)過程任務(wù)過程 1 1某一條或幾條中斷懇求線某一條或幾條中斷懇求線IROIROIR7IR7有中斷懇求，有中斷懇求，變?yōu)楦唠娖剑怪袛鄳┣蟠娣牌髯優(yōu)楦唠娖?，使中斷懇求存放器IRR

60、IRR的相應(yīng)位置的相應(yīng)位置“1 1。2 2IMRIMR對對IRRIRR屏蔽。未被屏蔽的懇求信號經(jīng)優(yōu)先權(quán)電路判屏蔽。未被屏蔽的懇求信號經(jīng)優(yōu)先權(quán)電路判別最高優(yōu)先級，再經(jīng)由優(yōu)先級方式確定沒有更高級優(yōu)先權(quán)的別最高優(yōu)先級，再經(jīng)由優(yōu)先級方式確定沒有更高級優(yōu)先權(quán)的中斷，那么中斷，那么8259A8259A的的INTINT端輸出為端輸出為“1 1，向，向CPUCPU提出中斷懇求。提出中斷懇求。3 3CPUCPU呼應(yīng)中斷后發(fā)出中斷呼應(yīng)信號。在中斷呼應(yīng)過程中，呼應(yīng)中斷后發(fā)出中斷呼應(yīng)信號。在中斷呼應(yīng)過程中，CPUCPU要發(fā)出兩次要發(fā)出兩次INTAINTA信號。當(dāng)信號。當(dāng)8259A8259A收到第一個收到第一個INTA