Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 9 - Nguyễn Hồng Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp tục bài 8, Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành bài 9 trình bày nội dung về hệ thống nhập xuất, thiết bị ngoại vi, cơ chế DMA, giao tiếp với ngoại vi. Kính mời quý đọc giả tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 9 - Nguyễn Hồng Sơn

om BÀI 9 .c ng HEÄ THOÁNG XUAÁT NHAÄP co an th o ng du u cu 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
THIEÁT BÒ NGOAÏI VI om .c Moãi thieát bò ngoaïi vi ñöôïc gaén vaøo ng computer qua moät lieân keát ñeán I/O module co Lieân keát ñöôïc duøng ñeå trao ñoåi control, an th status vaø data giöõa I/O module vôùi thieát bò ng ngoaïi vi. o du u cu 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Status (ñeán I/O module) om Control Data .c (töø I/O modue) ng co an Boä ñeäm th Ñieàu khieån ng luaän lyù o Boä bieán ñoåi du u cu Thiết bị ngoại vi Data ñi vaø ñeán töø moâi tröôøng ngoaøi 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Coù ba loaiï thieát bò ngoaïi vi: om .c Human-readable ng Machine-readable co an Communication th o ng du u cu 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
I/O module om .c Laø thöïc theå naèm trong maùy tính chòu traùch ng nhieäm ñieàu khieån moät hay nhieàu thieát bò co ngoaïi vi ñeå trao ñoåi data vôùi main an memory vaø caùc register cuûa CPU=> I/O th ng module coù 2 interface o du u cu 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Address bus om System bus .c Data bus ng co Control bus an th ng I/O module o du Caùc lieân keát u cu ñeán thieát bò ngoaïi vi Mô hình chung của I/O module 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Yeâu caàu toái thieåu veà chöùc naêng cuûa I/O module: om .c Ñieàu khieån vaø ñònh thôøi ng Truyeàn thoâng vôùi CPU co an Truyeàn thoâng vôùi ngoaïi vi Ñeäm döõ lieäu th o ng Phaùt hieän loãi du u (ví duï) cu 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Giao tieáp vôùi system bus om Data .c Data bus Thanh ghi data Logic giao tieáp Status thieát bò ngoaïi vi ng Conrol co Thanh ghi status/control an Addr bus th ng I/O Control bus o logic du Data Logic giao tieáp Status u thieát bò ngoaïi vi cu Conrol Sơ đồ khối của một I/O module 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Kyõ thuaät thao taùc I/O om .c Programmed I/O: data ñöôïc trao ñoåi giöõa ng CPU vaø I/O module. CPU thöïc thi moät co chöông trình maø qua ñoù ñieàu khieån hoaït an ñoäng cuûa I/O th ng I/O duøng ngaét ñieàu khieån o du I/O duøng DMA: I/O module vaø boä nhôù u cu trao ñoåi data moät caùch tröïc tieáp. 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Programmed I/O om .c CPU phaùt leänh ñeán I/O module. ng I/O module thöïc hieän taùc vuï theo yeâu caàu co vaø ñaët caùc bit thích hôïp trong thanh ghi an traïng thaùi. th ng Ñònh kyø CPU phaûi kieåm tra traïng thaùi cuûa o du I/O module cho ñeán khi nhaän thaáy taùc vuï u cu yeâu caàu ñaõ hoaøn taát. 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Programmed I/O (tt) om .c I/O command,I/O instruction ng Ñeå thöïc hieän moät instruction lieân quan ñeán I/O, CPU co phaùt ra moät addr + I/O command an Coù boán loaïi I/O command th Control ng Test o du Read u Write cu Moät I/O instruction töông öùng vôùi moät I/O command 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Programmed I/O (tt) om .c Memory-mapped I/O, Isolated I/O ng Laø hai cơ chế ñòa chæ trong tröôøng hôïp duøng chung bus. co Memory-mapped I/O: chæ coù moät khoâng gian ñòa chæ an chung cho boä nhôù vaø thieát bò I/O, duøng caùc instruction truy xuaát gioáng nhau. th o ng Isolated I/O: toaøn boä khoâng gian ñòa chæ khaû duïng cho caû du hai, söû duïng caùc I/O command ñaëc bieät ñeå kích hoaït caùc u I/O command line treân bus cu 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
7 6 5 4 3 2 1 0 Thanh ghi data nhaäp 500 7 6 5 4 3 2 1 0 Thanh ghi traïng thaùi 501 vaø ñieàu khieån om sign=1:saün saøng 1: baét ñaàu ñoïc .c Addr Instruction operand ng 200 Ld AC “1” Store AC 501 co 202 Ld AC 501 an Branch if Sign=0 202 th Ld AC 500 ng (a) Memory-mapped I/O o du Addr Instruction operand u 200 Start I/O 4 cu 201 Test I/O 4 Branch Not Ready 201 In 4 (b) Isolated I/O 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Interrupt-driven I/O om .c CPU phaùt ra leänh I/O vaø chuyeån sang ng phuïc vuï taùc vuï khaùc. co I/O module ngaét CPU ñeå yeâu caàu phuïc vuï an Interrupt controller th ng o du u cu 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Cô cheá DMA om .c I/O Module Main Memory ng Duøng DMA module co Khi CPU muoán ñoïc hay ghi moät khoái data, noù an phaùt ra moät leänh ñeán DMA module keøm theo caùc thoâng tin sau: th ng Yeâu caàu laø ñoïc hay ghi o du Ñòa chæ cuûa thieát bò u Vò trí baét ñaàu trong boä nhôù cu Soá löôïng töø ñöôïc ñoïc hay ghi 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Data count om Data .c lines Data register Sơ đồ khối của DMA ng module tiêu biểu co Addr an lines Addr register th ng DMA REQ o du DMA ACK Control logic u INTR cu Read Write 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Cô cheá DMA (tieáp theo) om .c CPU chuyeån sang coâng vieäc khaùc sau khi ng ñaõ chuyeån leänh ñeán DMA module co DMA module ñöôïc giao phoù toaøn boä hoaït an th ñoäng I/O, noù truyeàn/nhaän toaøn boä khoái döõ ng lieäu laàn löôït töøng töø moät vôùi boä nhôù. o du Khi hoaït ñoäng truyeàn/nhaän döõ lieäu hoaøn u cu taát DMA module göûi moät ngaét ñeán CPU. 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Cô cheá DMA (tt) om .c DMA module caàn laáy ñieàu khieån bus ñeå truyeàn ng data. co DMA module duøng bus khi CPU khoâng söû duïng an hoaëc buoäc CPU vaøo traïng thaùi treo taïm thôøi th ng Kyõ thuaät buoäc CPU treo taïm thôøi laø phoå bieán vaø o ñöôïc xem nhö thöïc hieän moät chu kyø chieám höõu du (cycle-stealing), DMA module chieám moät chu u cu kyø bus. 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c Instruction Cycle ng co an Processor Processor Processor Processor Processor Processor Processor th Cycle Cycle Cycle ng Cycle Cycle Cycle Cycle o Laáy leänh Giaûi maõ Laáy toaùn Thöïc thi Löu keát Xöû lyù du leänh haïng leänh quaû ngaét u cu Thôøi ñieåm Nhöõng thôøi ngaét ñieåm DMA chieám höõu 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Caùc caáu hình coù theå cuûa DMA om .c Duøng moät DMA module duøng chung ng Duøng nhieàu DMA module co an Duøng I/O bus giao tieáp vôùi moät DMA module th o ng du u cu 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt