您的位置:自考365 > 复习指导 > 笔记串讲 > 理学 > 自考《微型计算机及其接口技术》复习大纲(4)

自考《微型计算机及其接口技术》复习大纲(4)

2006-12-15 11:32   【 】【我要纠错

  第4章 输入输出与中断

  I/O接口——把外围设备同微型计算机连接起来实现数据传送的控制电路称为“外设接口电路”,即I/O接口

  I/O端口——I/O接口中可以由CPU进行读或写的寄存器被称为“端口”

  外设接口与CPU的信息传送:

  1. 外设接口通过微机总线(片总线、内总线、外总线)与CPU连接

  2. CPU同外设接****换的三种信息:

  (1) 数据信息,包括数字量、模拟量和开关量

  (2) 状态信息,表示外设当前所处的工作状态

  (3) 控制信息用于控制外设接口的工作

  3. 数据信息、状态信息、控制信息都是通过数据总线来传送的

  I/O端口的编址方式及其特点:

  1. 独立编址(专用的I/O端口编址)——存储器和I/O端口在两个独立的地址空间中

  (1) 优点:I/O端口的地址码较短,译码电路简单,存储器同I/O端口的操作指令不同,程序比较清晰;存储器和I/O端口的控制结构相互独立,可以分别设计

  (2) 缺点:需要有专用的I/O指令,程序设计的灵活性较差

  2. 统一编址(存储器映像编址)——存储器和I/O端口共用统一的地址空间,当一个地址空间分配给I/O端口以后,存储器就不能再占有这一部分的地址空间

  (1) 优点:不需要专用的I/O指令,任何对存储器数据进行操作的指令都可用于I/O端口的数据操作,程序设计比较灵活;由于I/O端口的地址空间是内存空间的一部分,这样,I/O端口的地址空间可大可小,从而使外设的数量几乎不受限制

  (2) 缺点:I/O端口占用了内存空间的一部分,影响了系统的内存容量;访问I/O端口也要同访问内存一样,由于内存地址较长,导致执行时间增加

  微机系统中,数据传送的控制方式:

  1. 程序控制方式,以CPU为中心,数据传送的控制来自CPU,通过预先编制好的程序实现数据的传送

  2. DMA方式,直接存储器访问,不需要CPU干预,也不需要软件介入的高速传送方式

  程序控制传送方式分为三种:

  1. 无条件传送方式,又称“同步传送方式”,用于外设的定时是固定的而且是已知的场合,外设必须在微处理器限定的指令时间内准备就绪,并完成数据的接收或发送

  2. 查询传送方式,当CPU同外设工作不同步时,为保证数据传送的正确而提出的,CPU必须先对外设进行状态检测,若外设已“准备好”,才进行数据传送

  3. 中断传送方式,解决了“无条件传送方式”和“查询传送方式”只能串行工作的缺点,为了使CPU和外设之间可以并行工作,提出中断传送方式,采用中断方式传送数据时,CPU从启动外设到外设就绪这段时间,仍在执行主程序,当“中断服务程序”执行完毕后,则重新返回主程序

  DMA操作的基本方法:

  1. 周期挪用,DMA乘存储器空闲时访问存储器,周期挪用不减慢CPU的操作

  2. 周期扩展,CPU与DMA交替访问存储器,这种方法会使CPU处理速度减慢,一次只能传送一个字节

  3. CPU停机方式,CPU等待DMA的操作,这是最常用的DMA方式,由于CPU处于空闲状态,所以会降低CPU的利用率

  DMAC及其传送方式:

  1. 在DMA传送方式中,对数据传送过程进行控制的硬件称为DMA控制器,即:DMAC

  2. DMAC的三种传送方式:

  (1) 单字节传送方式

  (2) 成组传送方式

  (3) 请求传送方式

  DMAC的基本功能:

  1. 能接收外设的DMA请求信号,并能向外设发出DMA响应信号

  2. 能向CPU发出总线请求信号,当CPU发出总线响应信号后,能接管对总线的控制权,进入DMA方式

  3. 能发出地址信息,对存储器寻址并修改地址指针

  4. 能发出读、写等控制信号,包括存储器访问信号和I/O访问信号

  5. 能决定传送的字节数,并能判断DMA传送是否结束

  6. 能发出DMA结束信号,释放总线,使CPU恢复正常工作

  8086中断的特点:

  1. 最多可处理256种不同的中断类型,每个中断都有一个中断类型码

  2. 外部中断(硬件中断);内部中断(软件中断)

  8086内部中断的特点:

  1. 中断类型码或者包含在指令中,或者是预先规定的

  2. 不执行INTA总线周期

  3. 除单步中断外,任何内部中断都无法禁止

  4. 除单步中断外,任何内部中断的优先级都比任何外部中断的高

  中断向量表:

  1. 中断向量表是存放中断服务程序入口地址(即:中断向量)的表格

  2. 它存放在存储器的最低端,共1024个字节,每4个字节存放一个中断向量(形成一个单元),一共可存256个中断向量

  3. 每个单元(4字节)高地址的两个字节存放中断向量的段基值,低地址存放偏移量

  4. 每个单元(4字节)的最低地址为向量表地址指针,其值为对应的中断类型码乘4

  8086中断系统、中断分类 (南京大学出版的《应试指导》 P50 表格)

  中断控制器的基本要求:

  1. 能控制多个中断源,实现中断传送

  2. 能对多个中断源同时发出的中断请求进行优先级判别

  3. 能实现中断嵌套

  4. 能提供对应中断源的中断类型码

  可编程中断控制器8259A的主要功能:

  1. 每一片8259A可管理8级优先权中断源,通过8259A的级联,最多可管理64级优先权的中断源

  2. 对任何一级中断源都可单独进行屏蔽,使该级中断请求暂时被挂起,直到取消屏蔽时为止

  3. 能向CPU提供可编程的标识码,对于8086CPU来说就是中断类型码

  4. 具有多种中断优先权管理方式:

  (1) 完全嵌套方式

  (2) 自动循环方式

  (3) 特殊循环方式

  (4) 特殊屏蔽方式

  (5) 查询排序方式

  8259A的结构,由8个基本组成部分:

  1. IRR,8位中断请求寄存器,用来存放从外设来的中断请求信号IR0 ~ IR7

  2. IMR,8位中断屏蔽寄存器,用来存放CPU送来的屏蔽信号

  3. ISR,8位中断服务寄存器,用来记忆正在处理中的中断级别

  4. PR,优先级判别器,也称优先级分析器

  5. 控制逻辑

  6. 数据总线缓冲器

  7. 读/写逻辑

  8. 级联缓冲器/比较器

  其中,IRR、IMR、ISR、PR和控制逻辑五个部分是实现中断优先管理的核心部件

  8259A的中断结束方式:

  1. EOI命令方式:

  (1) 普通EOI命令

  (2) 特殊EOI命令

  2. 自动EOI方式

  8259A的中断工作顺序 (教科书 P93 ~ P94)

本文转载链接:自考《微型计算机及其接口技术》复习大纲(4)

分享到:
  • 站内搜索
  • 课程搜索
  • 试题搜索

热门搜索:教材 报名 查分 免考 考试计划