Структурная организация модуля ввода-вывода.
Структурная организация МВВ существенно зависит от числа и сложности подключаемых периферийных устройств. Унификация МВВ со стороны интерфейсов:
- «большого» – достаточно трудная (различия в архитектуре систем команд и шин компьютеров);
- «малого» – более простая (периферийные устройства обычно соответствуют одному из стандартных протоколов).
Каждое из ВУ обслуживается собственным малым интерфейсом, который реализует для данного ПУ нужный протокол.
Регистр данных реализует буферизацию. Со стороны «большого» интерфейса разрядность совпадает с шириной шины данных. Со стороны «малого» часто дополняется узлом упаковки/распаковки.
Регистр управления фиксирует поступившие из ЦП команды управления МВВ или ПУ.
Регистр состояния хранит биты состояния МВВ или ПУ.
Селектор адреса проверяет выделенный адрес на соответствие диапазону, выделенному данному МВВ.
Дешифратора DC указывает на осуществление доступа к одному из регистров или ПУ.
Узел управления вводом-выводом - местное устройство управления МВВ:
- обеспечение взаимодействия с ЦП – посредством линий управления:
-из ЦП в МВВ: синхронизация операций ввода и вывода:
-из МВВ в ЦП: информирование о происходящих в модуле событиях (напр., запросы прерывания);
-часть линий может задействоваться для арбитража;
- координация работы компонентов МВВ (с помощью внутренних сигналов управления).
Алгоритм обмена информацией между центральным процессором и внешним устройством.
Обмен информацией между ЦП и ВУ осуществляется с помощью МВВ.
1. Выбор требуемого ПУ.
2. Определение состояния МВВ и ПУ.
3. Выдача указания МВВ на подключение нужного ПУ к ЦП.
4. Получение от МВВ подтверждения о подключении затребованного ПУ к ЦП.
5. Распознавание сигнала готовности ПУ к передаче очередной порции информации.
6. Прием (передача) порции информации.
7. Циклическое повторение пунктов 5-6 до завершения передачи информации в полном объеме.
8. Логическое отсоединение ПУ от процессора.
Способы организации ввода-вывода. Программно управляемый ввод-вывод.
Способы организации ввода-вывода:
- программно управляемый ввод-вывод;
- ввод-вывод по прерываниям;
- прямой доступ к памяти.
Программно-управляемый ввод-вывод
Ввод-вывод с опросом - наиболее простой метод: происходит под полным контролем ЦП;
реализуется специальной процедурой ввода-вывода.
1. ЦП с помощью команды ввода-вывода сообщает МВВ, а через него и ПУ, о предстоящей операции.
2. МВВ исполняет затребованное действие, после чего устанавливает признак в своем регистре состояния*.
3. ЦП периодически опрашивает и анализирует содержимое регистра состояния МВВ (для определения момента завершения операции или пересылки очередного элемента блока данных).
Типы команд ввода-вывода: управление; проверка; чтение; запись.
Свойства программно-управляемого ввода-вывода:
+ простота МВВ (основные функции по управлению берет на себя ЦП);
+ легкое изменение приоритетов ПУ программными средствами (последовательностью опроса);
+ несложное введение в СВВ новых ПУ и удаление ранее подключенных;
- неэффективное использование ЦП;
- пересылка даже одного элемента данных требует выполнения нескольких команд.
Алгоритм программно управляемого ввода-вывода:
