Phan Trung Kiên 1 Kiến trúc máy tính Chương 6 HỆ THỐNG VÀO/RA Phan Trung Kiên 2 Nội dung chương 6  Tổng quan về hệ thống vào/ra  Các phương pháp địa chỉ hóa cổng vào/ra  Các phương pháp điều khiển vào/ra  Nối ghép thiết bị ngoại vi. Phan Trung Kiên 3 Tổng quan về Hệ thống vào/ra  Chức năng của hệ thống vào/ra: trao đổi thông tin giữa máy tính với thế giới bên ngoài  Các thao tác cơ bản: • Vào dữ liệu (Input) • Ra dữ liệu (Output)  Các thành phần chính: • Các thiết bị ngoại vi • Mạch nối ghép vào/ra (Modul vào/ra) Phan Trung Kiên 4 Tổng quan về Hệ thống vào/ra Cache Bus chính BXL Bộ nhớ chính Mạch ĐK vào/ra Mạch ĐK vào/ra Mạch ĐK vào/ra Đĩa Đĩa Đồ họa Mạng Các ngắt Phan Trung Kiên 5 Tại sao cần Modul vào/ra?  Không thể nối trực tiếp các thiết bị ngoại với bus hệ thống, vì: • BXL không thể điều khiển được tất cả TBNV • Tốc độ trao đổi dữ liệu khác nhau • Khuôn dạng dữ liệu khác nhau • Tất cả có tốc độ chậm hơn BXL và RAM  Chức năng của Modul vào/ra: • Nối ghép với BXL và hệ thống nhớ • Nối ghép với một hoặc nhiều TBNV Phan Trung Kiên 6 Các thiết bị ngoại vi  Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính  Phân loại: • TBNV giao tiếp người-máy: màn hình, bàn phím, máy in, • TBNV giao tiếp máy-máy: các thiết bị theo dõi và kiểm tra • TBNV truyền thông: modem, card giao tiếp mạng (NIC) Phan Trung Kiên 7 Một số TBNV thông dụng Phan Trung Kiên 8 Sơ đồ khối của TBNV TÝn hiÖu §K tõ Modul vµo/ra TÝn hiÖu TT ®Õn Modul vµo/ra D÷ liÖu ®Õn vµ tõ Modul vµo/ra D÷ liÖu ®Õn vµ tõ m«i tr−êng bªn ngoµi Logic §K Bé ®Öm Bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu Phan Trung Kiên 9 Các thành phần cơ bản của TBNV  Bộ chuyển đổi tín hiệu (transducer): chuyển đổi dữ liệu từ dạng tín hiệu điện thành dạng năng lượng khác và ngược lại  Logic điều khiển (control logic): điều khiển hoạt động của TBNV đáp ứng theo yêu cầu từ Modul vào/ra  Bộ đệm (buffer): chứa dữ liệu tạm thời khi trao đổi dữ liệu giữa Modul vào/ra và TBNV Phan Trung Kiên 10 Modul vào/ra  Chức năng: • Điều khiển và định thời gian • Trao đổi thông tin với BXL • Trao đổi thông tin với TBNV • Bộ đệm dữ liệu • Phát hiện lỗi [...]... mapped IO) Phan Trung Kiờn 13 Vo/ra cỏch bit c im: Khụng gian a ch cng vo/ra nm ngoi khụng gian a ch b nh Cỏch truy nhp: Cn cú tớn hiu phõn bit truy nhp cng vo/ra hay truy nhp b nh S dng lnh vo/ra chuyờn dng: IN, OUT Phan Trung Kiờn 14 Vớ d i vi BXL 8088 00000H 1 MB 0000H 0000H 64 KB FFFFFH FFFFH B NH Lnh: MOV T/h K: IO/M = 0 THIT B VO 64 KB FFFFH THIT B RA IN OUT IO/M = 1 IO/M = 1 Phan Trung Kiờn... tớn hiu nh truy nhp b nh Dựng chung lnh trao i d liu vi b nh Phan Trung Kiờn 16 Vớ d i vi BXL 8088 00000H VO/RA Lnh v tớn hiu iu khin chung cho c hai: B NH MOV IO/M = 0 FFFFFH Phan Trung Kiờn 17 Cỏc phng phỏp iu khin vo/ra Vo/ra bng chng trỡnh (Programmed IO) Vo/ra bng ngt (Interrupt Driven IO) Vo/ra bng DMA (Direct Memory Access) Phan Trung Kiờn 18 Vo/ra bng chng trỡnh Nguyờn tc chung: S dng... hin tun t nh ngha u tiờn ngt: Ngt cú mc u tiờn thp hn thỡ cú th b ngt bi ngt cú u tiờn cao hn Khi ngt cú mc u tiờn cao hn c x lý xong thỡ BXL quay v ngt trc ú Phan Trung Kiờn 34 Ngt tun t Phan Trung Kiờn 35 Ngt lng nhau Phan Trung Kiờn 36 ... liu vi thit b ngoi vi Phan Trung Kiờn 19 Hot ng vo/ra bng chng trỡnh BXL yờu cu thao tỏc vo/ra Modul vo/ra thc hin thao tỏc Modul vo/ra thit lp cỏc bit trng thỏi BXL kim tra cỏc bit trng thỏi: Nu cha sn sng thỡ quay li kim tra Nu ó sn sng thỡ tin hnh trao i d liu vi modul vo ra Phan Trung Kiờn 20 Lu hot ng c trng thỏi ca TBNV TBNV sn sng? Sai ỳng Trao i DL vi TBNV Phan Trung Kiờn 21 Cỏc lnh... ngt BXL khi nú trng thỏi sn sng Phan Trung Kiờn 26 Hot ng Mch iu khin thit b phỏt ra ngt Phn cng BXL ct cỏc thụng tin cũn li ca trng thỏi x lý BXL phỏt tớn hiu chp nhn ngt Thc hin ngt BXL ct ni dung Thanh ghi c v B m CT vo Stack Khụi phc thụng tin trng thỏi BXL np vo B m CT giỏ tr a ch mi ly t ngt vo Phn mm BXL thc hin xong lnh hin ti Khụi phc Thanh ghi c v B m CT Phan Trung Kiờn 27 c im Cú s kt hp... trng thỏi b cm Ngt cng MI dựng trao i d liu vi TBNV Phan Trung Kiờn 24 Phõn loi ngt Ngt mm (Soft Interrupt): Yờu cu ngt do lnh gi ngt nm trong chng trỡnh sinh ra Ngt ngoi l (Exception Interrupt): l cỏc ngt sinh ra do li xut hin trong quỏ trỡnh thc hin chng trỡnh Vớ d: Gp lnh chia cho 0 Lnh sai cỳ phỏp trn s Nhy n cỏc iu kin khụng tn ti Phan Trung Kiờn 25 Nguyờn tc hot ng BXL khụng mt thi gian... ĐK/trạng thái Logic vào/ra Phan Trung Kiờn Logic giao diện với TBNV Dữ liệu Trạng thái Điều khiển Dữ liệu Trạng thái Điều khiển 11 Thnh phn c bn ca Modul vo/ra Thanh ghi d liu: m d liu trong quỏ trỡnh trao i Cỏc cng vo/ra: kt ni vi TBNV, mi cng cú mt a ch xỏc nh Thanh ghi iu khin/trng thỏi: lu gi thụng tin iu khin, trng thỏi cho cỏc cng vo/ra Logic iu khin: iu khin Modul vo/ra Phan Trung Kiờn 12 Cỏc PP... trao i d liu BXL trc tip iu khin vo/ra BXL khụng phi i Modul vo/ra hiu qu BXL s dng tt hn Phan Trung Kiờn 28 Cỏc PP xỏc nh modul ngt Nhiu ng yờu cu ngt (Different line for each module) Kim tra vũng bng phn mm (Software poll) Kim tra vũng bng phn cng (Daisy Chain or Hardware poll) Chim bus (Bus Master) Phan Trung Kiờn 29 Thanh ghi ngt PP1: Nhiu ng yờu cu ngt INTR 3 INTR 2 INTR 1 INTR 0 Modul vo ra... Modul vo ra Modul vo ra Modul vo ra BXL BXL phi cú cỏc ng yờu cu ngt khỏc nhau cho mi modul vo/ra Hn ch s lng thit b Phan Trung Kiờn 30 PP2: Kim tra vũng bng phn mm C yờu cu ngt INTR Modul vo ra Modul vo ra Modul vo ra Modul vo ra BXL BXL thc hin phn mm kim tra tng Modul Tc chm Phan Trung Kiờn 31 PP3: Kim tra vũng bng phn cng C yờu cu ngt Bus d liu INTR INTA Modul vo ra Modul vo ra Modul vo ra Modul... BXL phỏt tớn hiu chp nhn ngt n chui cỏc Modul vo/ra Modul s ỏp ng bng cỏch t vect ngt lờn bus d liu BXL s dng vect xỏc nh CTC iu khin ngt Phan Trung Kiờn 32 PP4: Chim bus Modul vo/ra cn chim bus trc khi nú phỏt tớn hiu yờu cu ngt Vớ d: PCI SCSI Phan Trung Kiờn 33 X lý vi nhiu ngt Cỏc ngt b cm BXL s b qua cỏc ngt khỏc trong khi ang thc hin mt ngt Cỏc ngt phi ch v c kim tra sau khi ngt ang . Phan Trung Kiên 1 Kiến trúc máy tính Chương 6 HỆ THỐNG VÀO/RA Phan Trung Kiên 2 Nội dung chương 6  Tổng quan về hệ thống vào/ra  Các. TBNV Phan Trung Kiên 6 Các thiết bị ngoại vi  Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính  Phân loại: • TBNV giao tiếp người -máy: màn hình, bàn phím, máy. TBNV giao tiếp máy- máy: các thiết bị theo dõi và kiểm tra • TBNV truyền thông: modem, card giao tiếp mạng (NIC) Phan Trung Kiên 7 Một số TBNV thông dụng Phan Trung Kiên 8 Sơ đồ khối