I/O 系统

I/O控制方式

• 程序查询方式

  CPU和I/O设备串行工作。CPU不断查询I/O设备的状态

• 程序中断方式

  CPU和I/O设备串行工作。

  思想：CPU在程序中安排好在某一时刻启动一台外设，然后CPU继续执行原来的程序，不再等待外设就绪，一旦外设完成数据传输的准备工作，外设再主动向CPU发送中断请求。

  中断处理流程：（1~3由中断隐指令实现，其余由中断程序完成）

  1. 关中断
  2. 保存断点
  3. 中断服务程序寻址
  4. 保存现场和屏蔽字
  5. 开中断
  6. 执行中断服务程序
  7. 关中断
  8. 恢复现场和屏蔽字
  9. 开中断
  10. 中断返回

• DMA方式

  用于高速设备。DMA传送数据不需要经过CPU。

  DMA的传送方式：

  1. 停止CPU访问主存
  2. DMA与CPU交替访存
  3. 周期挪用

  DMA传送过程

  1. 预处理
     1. 请求：CPU 对DMA控制器初始化，并向IO放出操作命令，I/O接口提出DMA请求
     2. 响应：DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽，向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。当总线逻辑输出总线应答的时候，表示DMA已经响应，通过DMA控制器通知IO接口开始DMA传输。
  2. 数据传送
  3. 后处理
     1. 完成传输后，DMA释放总线控制权，向IO接口发出结束信号。
     2. 当IO接口收到结束信号后，停止IO设备工作的同时，向CPU提出中断请求，使CPU不介入
     3. 检查本次DMA传输操作的正确性

• 通道方式

I/O 接口的功能

• 实现主机和外设的通信联络控制
• 进行地址译码和设备选择
• 实现数据缓冲
• 信号格式的转化
• 传送控制命令和状态信息

I/O 接口的编址

• 统一编址
• 独立编址：需要设置专门的输入/输出指令访问端口