第10章 输入输出接口.ppt

第10章计算机输入输出接口10.1输入输出接口的基本知识输入输出：
CPU或主存与外设（I/O设备）交换信息的过程。
输入输出接口：
是计算机中协调、匹配外设与主机正常工作所设置的逻辑部件，简称I/O口。10.1.2输入输出接口的基本结构接口电路中具有不同地址，可以由CPU进行读/写操作的寄存器。通常有数据端口、状态端口和控制端口。
（一）数据口
数据：外设输入给CPU或从CPU输出给外设的各种数据信息。
数据口用于完成输入与输出数据。
（二）状态口
状态：反映外设当前工作状态的信息。如输入设备是否准备好（READY）；输出设备是否忙（BUSY）等。
状态（输入）口，用于使CPU了解外设状态。
（三）控制口
控制：CPU发出的对外设或接口的控制信息。如外设的启动或停止，接口的工作模式设置等。
控制（输出）口，用于完成CPU的控制操作。
数据信息、控制信息和状态信息都由数据线传送，因此要通过不同的端口来区分。10.1.3I/O接口分类10.1.4输入输出接口的编址方式10.2主机与外设间的信息传送方式10.2.1程序直接控制传送方式无条件传输方式查询式输入的接口电路10.2.2中断传送方式中断传输方式10.2.3直接存储器访问——DMA方式DMA传输示意图10.2.4输入输出处理机(IOP)方式10.3中断控制技术中断源：在机器中引起中断产生的事件或发生中断请求的来源统称为中断源。CPU主程序二、CPU响应可屏蔽中断的条件及过程例：对于8086，IF=1时允许中断申请(开中断）；IF=0时禁止中断申请(关中断)。由指令STI和CLI软件设置。断点：程序被中断的地址。断点需保存，以备恢复执行时使用，保存断点的地方称为栈区。（1）多个中断源申请中断时，CPU根据预先设定的中断优先级别进行处理，先为高优先级中断服务，然后再为低优先级中断服务。
（2）具有多重中断的能力。
多重中断就是CPU在执行某一中断服务程序后，如果开中断，则CPU还可以接受较高级的中断申请，执行其中断服务程序，形成多重中断（也称为中断嵌套）。中断的响应和执行10.4总线接口(1)并行总线：多条线同时传递所有的二进制数位。
多位同时传递信息，速度快，结构复杂。
计算机部件之间大量采用。
(2)串行总线:多位二进制信息公用一位信号线传递。
速度慢，但结构简单。
部件间距离较远时,采用串行总线可降低成本。10.4.2总线标准总线带宽是衡量总线性能的重要指标，
单位：兆字节每秒(MB/s)。
【例】(1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是多少?
(2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?
[解](1)设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示，
根据定义可得：Dr=D/T=D×1/T=D×f=4B×33×106/s=132MB/s
(2)64位=8B，Dr=D×f=8B×66×106/s=528MB/sDCE是数据通信设备，又称数据电路端接设备，如自动呼叫设备、调制解调器及其他一些中间装置的集合。其基本功能是沿传输介质发送和接收数据。DTE与DCE的接口标准（1）机械特性
机械特性规定了ＤＴＥ与ＤＣＥ实际的物理连接，详细说明了接插件的形状、插头的数目、排列方式以及插头和插座的尺寸、电缆的长度以及所含导线的数目、锁定装置等。
（2）电气特性
电气特性规定了数据交换信号以及有关电路的特性。包括最大数据传输率、表示信号状态的电压和电流的识别，电路特性的说明和与互连电缆相关的规定。（3）功能特性
功能特性规定了信号所具有的特定功能，即ＤＴＥ和ＤＣＥ之间各信号线的信号含义。通常信号可分为4类：数据线、控制线、定时线、地线。
（4）规程特性
指ＤＴＥ和ＤＣＥ为完成物理层功能在各线路上的动作序列或动作规则，即为实现建立、维持、释放线路连接等过程中，所要求的各控制信号变化的协调关系。常用的串行总线标准13（2）电气特性
RS－232－C采用负逻辑，即：

当电缆线长度不超过15M时，允许数据传输速率不超过20Kb/s。（3）功能特性
在某些情况下，只用到其中的9个引脚，这样可以使用DB－9型插头和插座。DB-25插头和DB-9插座DB-25插头和DB-9插座计算机主板上的DB－9连接器DB－9连接器的信号定义（4）规程特性DTE与DCE的连接（DB－25）RS－232－C接口的非标准连接（1）零MODEM方式的正规连接（DB－25）
（2）零MODEM方式的简单连接（DB－25）零调制解调器DB－9与DB－25的转接DB－9toDB－25转接器系统级的PC通信8250简介8250的内部寄存器组8250UA