輸入輸出設備及其控制培訓課件-wenkub

2023-03-18 06:55:12 本頁面

　

【正文】益增加。第三階段：即 CPU中斷原程序后進行后處理。該標志置位后向“控制 /狀態”邏輯發出 DMA請求，后者又向 CPU發出總線使用權的請求 (HOLD)， CPU響應此請求后發回響應信號 HLDA，“控制 /狀態”邏輯接收此信號后發出 DMA響應信號，使“ DMA 11 3章輸入輸出系統 (5)“控制 /狀態”邏輯：由控制和時序電路以及狀態標志等組成，用于修改內存地址計數器和字計數器，指定傳送類型 (輸入或輸出 )，并對“ DMA請求”信號和 CPU響應信號進行 12 3章輸入輸出系統 (6)中斷機構：當字計數器溢出時 (全 0)，意味著一組數據交換完畢，由溢出信號觸發中斷機構，向 CPU提出中斷報告。其內容也是在數據傳送之前由程序預置，交換的字數通常以補碼形式表示。控制字存放在內存的指定區域中，當某設備需要與內存交換一次數據時，就取出對應的控制字到 DMA中的控制字寄存器中，由 DMA控制器進行分析和執行，控制字的一般格式 CZ N D CZ表示操作的類型； N表示交換代碼的字長數； D表示正在交換代碼的內存地址。 DMA的基本概念存儲器 CPU DMA控制器中斷接口 I/O設備 DMA接口 I/O設備系統總線 2 3章輸入輸出系統 ?一般說來，在 DMA傳送需要 3個階段： ?（ 1） CPU執行幾條指令，對 DMA控制器進行初始化，測試設備狀態，向 DMA控制器輸入設備號、起始地址、數據塊長度等。第 3章輸入輸出系統計算機組成原理教程（第 5版） I/O過程的 DMA控制 ?直接存儲器存取 (direct memory acces，DMA)控制是在內存與設備之間開辟一條直接數據傳送通路。 ?（ 2）由 DMA控制器控制 I/O設備與內存之間的數據傳送。 7 3章輸入輸出系統 2. DMA控制器組成 (1)內存地址計數器：用于存放內存中要交換的數據的地址。在 DMA傳送時，每傳送一個字，字計數器就加“ 1” ，當計數器溢出即最高位產生進位時，表示這批數據傳送完畢，于是引起 DMA控制器向 CPU 9 3章輸入輸出系統 (3)數據緩沖寄存器：用于暫存每次傳送的數據 (一個字 )。這里的中斷與上一節介紹的 I/O中斷所采用的技術相同，但中斷的目的不同，前面是為了數據的輸入或輸出，而這里是為了報告一組數據傳送結束。若需要繼續交換數據，則又要對 DMA進行初始化；若不需要交換數據，則停止外設；若為出錯，則轉錯誤診斷及處理程序。為了減輕 CPU負擔， I/O控制部件又把諸如選設備、切換、啟動、終止以及數碼校驗等功能也接過來，進而形成 I/O通道，實現輸入輸出操通道控制及其特點 16 3章輸入輸出系統 17 通道方式通道的基本概念通道”是計算機系統中代替 CPU管理控制外設的獨立部件，是一種能執行有限 I／ O指令集合 —— 通道命令的 I／ O處理機。直到數據交換過程結束向 CPU發出中斷請求，進行通道結束處理工作。輸入輸出設備發現的“故障中斷”； ? 根據中央處理機給出的信息，從內存 (或專用寄存器 )中讀取子通道的通道指令，并分析該指令，向設備控制器和設備發送工作命令； ? 控制外部設備執行某些非信息傳送的控制操作，如磁帶機的引帶等； ? ? (3) 節拍發生器：和中央處理機脈沖 (節拍 )分配器一樣，產生通道工作的節拍，控制整個通道有序地工作。排隊器加上子通道的記憶部件，就能實現通道逐個地啟動子通道進行工作。它相當于中央處理機的程序計數器。 ? 通道接到“啟動 I/O”命令后進行以下工作。根據這個首地址從內存讀取第一條通道指令。 ? 啟動成功后，通道將通道程序首地址保留到子通道中，此時通道可以處理其他工作，設備具體執行通道指令規定的操作。當傳輸完一個數據后，通道修改內存地址 (加 1)和傳輸個數 (減 1)，直至要傳輸個數達到 0為止，結束該條通道指令的執行。一般每取出一條新的通道指令，就將命令碼通過子通道發往設備繼續進行傳輸。 26 3章輸入輸出系統通道的各個部件 (2) 代碼緩沖寄存器 JN：是外部設備與內存進行代碼交換時暫存被交換代碼的寄存器。 30 3章輸入輸出系統通道的各個部件 (6) 排隊器：根據預先確定的優先次序，對各子通道提出的請求進行排隊，確定通道下一次和哪一個子通道的外部設備進行交換，優先級高的先進行交換。 CPU執行用戶程序和管理程序，通道處理機執行通道程序。通道工作過程 34 3章輸入輸出系統（ 1）選擇通道選擇通道每次只能從所連接的設備中選擇一臺 I／ O設備的通道程序，此刻該通道程序獨占了整個通道。字節多路通道包括多個子通道，每個子通道服務于一個設備控制器，可以獨立地執行通道指令。當通道在邏輯上與某一設備連通時，將這些指令和字節多路通道要求每種設備分時占用一個很短的時間片，不同的設備在各自分得的時間片內與通道建立傳輸連接，實現數據 36 3章輸入輸出系統 37 （ 3）數組多路通道（ Block Multiplexor Channel）數組多路通道把字節多路通道和選擇通道的特點結合起來。即使同樣一種用途的設備，由于生產廠家不用，型號不同，設備制造廠家在研制設備的同時開發的。 ? （ 2）對

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