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第,*,页,电气工程学院,6.1.2 CPU,与外设之间的数据传送,概述,主机与外设之间数据传送用以下几种方式：,无条件 查询 中断,DMA IOP,处理器,1,）无条件方式,：,CPU,需要从外设读取数据时，直接使用,IN,指令；需要对外设输出数据时，,直接使用,OUT,指令。没有其它操作。,实际上“,隐含,”了一个条件：,外设时刻准备着！,当,CPU,从外设读取时，外设,必须准备好了,有效数据；,当,CPU,对外设传送数据时，外设已经,作好了接收准备,。,适合于随时处于“,准备好状态,”的外设。,2,）查询方式,适合于,CPU,与低速外设的数据传送,*访问某一端口的必要条件：,（,1,）发出该端口的,地址,（,2,）发出控制,I/O,操作的控制信号（使,M/,IO=0,）,（,3,）确定对,I/O,端口,读,还是,写,（,W/R,）,IN,、,OUT,指令满足这三个条件,Pd,：,Data Port,数据口,Ps,：,Status Port,状态口,IN AL,，,PORT,；（地址，,M/IO=0,，,W/R=0,）,OUT PORT,，,AL,；（地址，,M/IO=0,，,W/R=1,）,输 入,装 置,锁存器,数据,D,&,&,三 态,缓冲器,三 态,缓冲器,R,Q,M/IO,W/R,M/IO,W/R,5V,Pd,地,址,Ps,地址,地址,译码,状态口,数据口,数据通道,地址总线,（,A7-A0,）,端口地址信号,状态信号通道,数据,去数据,总线,DB,选通信号,状态,信号,主：数据,辅：状态信号,查询输入,查询输出,三 态,缓冲器,输 出,装 置,锁存器,数据,&,&,Q,R,D,M/IO,W/R,M/IO,W/R,5V,Pd,Ps,地址,译码,数据口,地址总线,（,A7-A0,）,ACK,数据总线,DB,状态口,去数据总线,DB,状态信息,BUSY(D0,位,),“BUSY”,*把输出数据打入数据锁存器的同时，把,Q,置,1,，作为“忙”信号，,送入缓冲器（,1,）；,CPU,读取该信号，,暂缓输出下一个数据,。,*外设取走数据，可以接受下一个数据时，发出,ACK,信号，,使,Q,为,0,，作为“,空闲,”信号，送入缓冲器（,1,），,CPU,读取该信,号，,输出下一个数据。,*多台外设的查询,1,）循环查询,1,号外设准备好？,执行,1,号外设服务程序,2,号外设准备好？,执行,2,号外设服务程序,：,N,号外设准备好？,执行,N,号外设服务程序,Y,N,N,N,Y,Y,继续查询,结束,Y,优先级,比较器,或,RDY7,RDY6,RDY0,：,：,：,b2,b1,b0,D3,D2,D1,D0,2,）优先查询,任意一个外设准备好，或门都有输出，,D3=1,如果有两个以上的外设准备好，输出级别最高的外设编码。如：,4,、,3,、,0,都准备好，输出,000,000 RDY0,001 RDY1,111 RDY7,：,3,）中断传送方式,查询方式的问题：大量的时间用在“询问”上，实时性差。,外中断,的含义：,当前,程序,外设,n,中断服务程 序,CPU,INTR,中断请求触发器,外设,n,CPU,在执行当前程序过程中，外设,n,希望,CPU,暂停当前程序的执行，转而执行外设,n,所需要的服务程序。,CPU,在一定条件下，响应外设的中断请求，保留返回地址，执行中断服务程序，执行完毕，返回断点。,INTR,maskable,Int,errupt,R,equest,可屏蔽外中断请求输入引脚,高档,CPU,执行一条指令的时间是,s,级，甚至,ns,级,*,在中断方式下，,CPU,把用于查询的时间用来执行各种程序,，当外设,准备好数据或可以接收数据时，外设向,CPU,发出中断请求，,CPU,在满足一定,条件后，暂停执行当前程序，转入中断服务程序，读入或输出数据，撤除中断请求信号，然后返回断点继续执行当前程序。,*,中断请求触发器,：产生并保持中断请求信号，直到,CPU,响应中断后才撤除,。,输 入,装 置,锁存器,数据,D,&,&,三 态,缓冲器,R,Q,M/IO,W/R,M/IO,W/R,5V,Pd,Ps,地址,译码,数据口,地址总线,（,A7-A0,）,控制口,CPU,数据总线,选通,信号,&,D,Q,数据线,D0,位,INTR,中断请求,触发器,I/O,环节的,中断允许触发器,4,）直接存储器存取传送方式,DMA,（,Direct Memory Access,）控制,5,）专用,I/O,处理机传送方式,即,IOP,（,Input/Output Processor,）方式,IOP,处理,机,用自己的专用指令和程序，,专门,负责数据的输入和输出；,主,CPU,负责数据处理和其它工作。,DMAC,DMA,控制器,外设,I,/,O,存 储,器,CPU,DMAREQ,MOV,MOV,IN,OUT,I/O,与,M,直接数据传送,
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