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I/O接口
鎖定
- 中文名
- I/O接口
- 外文名
- I/O interface
- 接口組成
- 硬件電路和軟件編程兩部分
- 接口的硬件
- I/O接口芯片和I/O接口控制卡
I/O接口基本功能
· 進行定時和相應時序控制。
· 對傳送數據提供緩衝,以消除計算機與外設在“定時”或數據處理速度上的差異。
· 還可以中斷方式實現CPU與外設之間信息的交換。
I/O接口接口組成
I/O接口接口分類
(1)I/O接口芯片
(2)I/O接口控制卡
有若干個集成電路按一定的邏輯組成為一個部件,或者直接與CPU同在主板上,或是一個插件插在系統總線插槽上。
I/O接口接口功能
由於計算機的外圍設備品種繁多,幾乎都採用了機電傳動設備,因此,CPU在與I/O設備進行數據交換時存在以下問題:
速度不匹配:I/O設備的工作速度要比CPU慢許多,而且由於種類的不 同,他們之間的速度差異也很大,例如硬盤的傳輸速度就要比打印機快出很多。
時序不匹配:各個I/O設備都有自己的定時控制電路,以自己的速度傳 輸數據,無法與CPU的時序取得統一。
基於以上原因,CPU與外設之間的數據交換必須通過接口來完成,通常接口有以下一些功能:
(2)能夠進行信息格式的轉換,例如串行和並行的轉換;
(3)能夠協調CPU和外設兩者在信息的類型和電平的差異,如電平轉換驅動器、數/模或模/數轉換器等;
(4)協調時序差異;
(5)地址譯碼和設備選擇功能;
I/O接口控制方式
CPU通過接口對外設進行控制的方式有以下幾種:
(1)程序查詢方式
這種方式下,CPU通過I/O指令詢問指定外設當前的狀態,如果外設準備就緒,則進行數據的輸入或輸出,否則CPU等待,循環查詢。
(2)中斷處理方式
在這種方式下,CPU不再被動等待,而是可以執行其他程序,一旦外設為數據交換準備就緒,可以向CPU提出服務請求,CPU如果響應該請求,便暫時停止當前程序的執行,轉去執行與該請求對應的服務程序,完成後,再繼續執行原來被中斷的程序。
中斷處理方式的優點是顯而易見的,它不但為CPU省去了查詢外設狀態和等待外設就緒所花費的時間,提高了CPU的工作效率,還滿足了外設的實時要求。但需要為每個I/O設備分配一個中斷請求號和相應的中斷服務程序,此外還需要一箇中斷控制器(I/O接口芯片)管理I/O設備提出的中斷請求,例如設置中斷屏蔽、中斷請求優先級等。
(3)DMA(直接存儲器存取)傳送方式
DMA最明顯的一個特點是它不是用軟件而是採用一個專門的控制器來控制內存與外設之間的數據交流,無須CPU介入,大大提高CPU的工作效率。
在進行DMA數據傳送之前,DMA控制器會向CPU申請總線控制 權,CPU如果允許,則將控制權交出,因此,在數據交換時,總線控制權由DMA控制器掌握,在傳輸結束後,DMA控制器將總線控制權交還給CPU。
(4)無條件傳送方式
(5)I/O通道方式
(6)I/O處理機方式