计算机组成原理-第5章-输入输出系统.ppt

2. 程序流程 设置主存缓冲区首址 设置计数值 启动外设 传送一个数据 修改主存地址 修改计数值 结束I/O传送 准备好？ 传送完？ 未完 是 完 否 5.4 保存 寄存器内容 ② 设备选择电路 DBR Q Q 数据线 准备就绪 启动命令 地址线 SEL 输入数据 启动设备 设备工作 结束 ① ③ ④ ⑤ ⑥ D B 二、程序查询方式的接口电路 ① ② ③ ⑤ 1 0 1 0 ④ 5.4 以输入为例 ⑥ 5.5 程序中断方式 一、中断的概念 … K K+1 Q Q+1 … … 中断服务程序 1 中断服务程序 2 入口1 入口2 二、I/O 中断的产生 以打印机为例 发中断请求 空闲 接收 数据 接收 数据 准备 发中断请求 打印 打印 打印机 执行主程序 继续执行主程序 继续执行主程序 响应中断 中断返回 响应中断 中断返回 启动 打印机 传送 数据 传送 数据 CPU CPU 与打印机并行工作 5.5 三、程序中断方式的接口电路 1. 配置中断请求触发器和中断屏蔽触发器 D Q 1 INTR 中断请求触发器 INTR = 1 有请求 MASK 中断屏蔽触发器 MASK = 1 被屏蔽 来自 CPU 的 中断查询信号 受设备本身控制 INTR D MASK Q D 完成触发器 5.5 中断请求 2. 排队器 排队 在 CPU 内或在接口电路中（链式排队器） 硬件 软件 5.5 详见第八章 INTP1′ INTP2′ INTP3′ INTP4′ INTR1 INTR2 INTR3 INTR4 1 1 1 1 INTR1 设备 1#、2#、3#、4# 优先级按 降序排列 INTRi = 1 有请求 即 INTRi = 0 1 INTP1 1 INTP2 1 INTP3 1 INTP4 INTR1 INTR2 INTR3 INTR4 INTR1 INTR2 INTR3 INTR4 1 1 1 1 INTP1′ INTP2′ INTP3′ INTP4′ INTR2 INTR1 INTR1 INTR2 5.5 1 INTP2 2. 排队器 排队 在 CPU 内或在接口电路中（链式排队器） 硬件 软件 详见第八章 3. 中断向量地址形成部件 入口地址 … 向量地址 … 排队器输出 由软件产生 硬件向量法 显示器服务程序 打印机服务程序 JMP 400 JMP 300 JMP 200 … … … … 主存 12H 13H 14H 200 300 向量地址 入口地址 入口地址 中断向量地址 形成部件 设备 编码器 1 0 0 0 … 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 … 0 0 0 1 0 0 1 1 详见第八章 由 硬件 产生 向量地址 再由 向量地址 找到 入口地址 5.5 设备选择电路 DBR D Q 数据线 启动命令 地址线 SEL 输入数据 启动设备 设备工作 结束 1 Q Q D INTR B Q Q MASK 设备编码器 排队器 中断查询 来自高一级 的排队器 至低一级 的排队器 向量地址 中断响应 INTA 中断请求 命令译码 4. 程序中断方式接口电路的基本组成 5.5 四、I/O 中断处理过程 1. CPU 响应中断的条件和时间 (1) 条件 (2) 时间 允许中断触发器 EINT = 1 用 开中断 指令将 EINT 置 “1” 用 关中断 指令将 EINT 置“ 0” 或硬件 自动复位 当 D = 1（随机）且 MASK = 0 时 在每条指令执行阶段的结束前 CPU 发 中断查询信号（将 INTR 置“1”） 5.5 设备选择电路 DBR D Q 数据线 启动命令 地址线 SEL 输入数据 启动设备 设备工作 结束 1 Q Q D INTR B Q Q MASK 设备编码器 排队器 中断查询 来自高一级 的排队器 至低一级 的排队器 向量地址 中断响应 INTA 中断请求 命令译码 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 2. I/O 中断处理过程 ① 1 0 DBR ④ ⑤ ⑦ ⑧ 设备选择电路 0 1 以输入为例 ② 5.5 ③ ⑥ 五、中断服务程序流程 1. 中断服务程序的流程 (1) 保护现场 (2) 中断服务 (3) 恢复现场 (4) 中断返回 对不同的 I/O 设备具有不同内容的设备服务 中断返回指令 2. 单重中断和多重中断 不允许中断 现行的 中断服务程序 单重 中断 多重 中断 允许级别更高 的中断源 中断 现行的 中