文档介绍：输入输出和中断技术
本章内容
基本概念
I/O端口的编址
输入输出的基本方法:无条件、查询、中断、DMA
中断
中断基本概念
8086/8088中断系统
8259中断控制器*
DMA*
DMA的基本概念
DMA工作过程
DMA的三种传输方式
输入/输出接口(I/O接口)
概述
什么是I/O接口?
把外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。实现外设与主机之
间的信息交换。
I/O接口要解决的问题
速度匹配(Buffer)
信号电平和驱动能力(电平转换器、驱动器)
信号形式匹配(A/D、D/A)
信息格式(字节流、块、数据包、帧)
时序匹配(定时关系)
总线隔离(三态门)
I/O接口的功能
I/O地址译码与设备选择
把选中的与总线相接,未选中的与总线隔离(高阻态)
数据的缓冲与暂存
缓解接口与CPU工作速度的差异
对外设进行监测、控制与管理,中断处理
信号电平与类型的转换
形式、格式、电平、功率、码制等
I/O接口的编址方式
I/O端口:
I/O信息的三种类型:数据、命令、状态。传送这三类信息的通道分别称为:数据端口(I、O)、命令端口(O)、状态端口(I)。
不同外设具有的端口数各不相同,计算机中为每一个端口都赋予一个惟一编号——称为端口地址(或端口号)。
端口有两种编址方式:统一编址和独立编址。
1. 统一编址
把外设接口与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。
优点
指令统一,灵活;
访问控制信号统一,使用同一组的地址/控制信号。
缺点
内存可用地址空间减小
0
地址空间(共1MB)
内存地址
(960KB)
I/O地址
(64KB)
FFFFFH
EFFFFH
F0000H
2. 独立编址
外设地址空间和内存地址空间相互独立。
优点:内存地址空间不受I/O编址的影响
缺点:I/O指令功能较弱,使用不同的读写控制信号
00000H
内存地址空间
内存空间
(1MB)
I/O空间
(64KB)
FFFFH
FFFFFH
I/O地址空间
0000H
例如:8088/8086系统
8
0
8
8
总
线
A19-A0
A9-A0
MEMR、MEMW
IOR、IOW 、AEN
存储器访问
I/O访问
8088/8086 CPU的I/O编址方式
采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)
地址线上的地址信号用来区分:
时为I/O地址
I/O操作只使用20根地址线中的16根: A15 ~ A0
可寻址的I/O端口数为64K(65536)个
I/O地址范围为0~FFFFH
IBM PC只使用了1024个I/O地址(0~3FFH)
I/O端口地址的译码
、、 A15 ~ A0
OUT指令将使总线的信号有效
IN指令将使总线的信号有效
当接口只有一个端口时,16位地址线一般应全部参与译码,译码输出直接选择该端口;当接口具有多个端口时,则16位地址线的高位参与译码(决定接口的基地址),而低位则用于确定要访问哪一个端口。
例如: 某外设接口有4个端口,地址为2F0H~2F3H,则其基地址为2F0H,由A15~A2译码得到,而A1、A0用来确定4个端口中的某一个。
I/O数据的传送方式
并行
一个数据单位(通常为字节)的各位同时传送
速度快、距离短、成本高
例:PC机的并行接口(通常用于连接打印机)
串行
数据按位进行传送
速度慢、距离远、成本低
例: PC机的串行接口(通常用于串行通信)