第4章设备管理 4.2输入输出系统 4.2.1输入输出系统的结构 2.主机输入输出系统 当主机所配置的输入输出设备较多时,特别是配有较多的高 速外设时,采用总线型输入输出系统结构会加重CPU与总线的负 担。因此,在这样的输入输出系统中不宜采用单总线结构,而是 增加一级输入输出通道,用来代替CPU与各设备控制器进行通信, 实现对控制器的控制。具有通道的输入输出系统结构如图4-2所示 控制器1 1O通道1 备2 主机 控制器2 设备3 设备4 I0通道 控制器3 设备5 图42通道输入输出系统结构
4.2 输入输出系统 4.2.1 输入输出系统的结构 2．主机输入输出系统 当主机所配置的输入输出设备较多时，特别是配有较多的高 速外设时，采用总线型输入输出系统结构会加重CPU与总线的负 担。因此，在这样的输入输出系统中不宜采用单总线结构，而是 增加一级输入输出通道，用来代替CPU与各设备控制器进行通信， 实现对控制器的控制。具有通道的输入输出系统结构如图4-2所示。 第4章 设备管理
第4章设备管理 4.2输入输出系统 4.22设备控制器 1.设备控制器的概念 设备控制器是CPU与外围设备之间的接口,是一个可编址设 备,每一个地址对应一个设备。它接收从CPU发来的命令,并去 控制输入输出设备的工作,使CPU从繁杂的设备控制事务中解脱 出来,提高CPU的使用效率。 设备控制器一般分成两大类:一类是用于控制字符设备的控 制器;另一类是用于控制块设备的控制器
4.2 输入输出系统 4.2.2 设备控制器 1．设备控制器的概念 设备控制器是CPU与外围设备之间的接口，是一个可编址设 备，每一个地址对应一个设备。它接收从CPU发来的命令，并去 控制输入输出设备的工作，使CPU从繁杂的设备控制事务中解脱 出来，提高CPU的使用效率。 设备控制器一般分成两大类：一类是用于控制字符设备的控 制器；另一类是用于控制块设备的控制器。 第4章 设备管理
第4章设备管理 4.2输入输出系统 4.22设备控制器 2.设备控制器的功能 设备控制器实现设备与CPU的通信,一般功能: (1)接收和识别命令。接收和识别由CPU发送来的各种命令, 并对这些命令进行译码。为此,在控制器中应设置相应的控制寄 存器,用来存放接收的命令和参数,并对所接收的命令进行译码。 (2)交换数据。实现CPU与控制器、控制器与设备之间的数 据交换。对于前者,是通过数据总线,由CPU并行地把数据写入 控制器,或从控制器中并行地读出数据;对于后者是设备将数据 输入到控制器,或从控制器传送给设备。为此,在控制器中需要 设置数据寄存器
4.2 输入输出系统 4.2.2 设备控制器 2．设备控制器的功能。 设备控制器实现设备与CPU的通信，一般功能： （1）接收和识别命令。接收和识别由CPU发送来的各种命令， 并对这些命令进行译码。为此，在控制器中应设置相应的控制寄 存器，用来存放接收的命令和参数，并对所接收的命令进行译码。 （2）交换数据。实现CPU与控制器、控制器与设备之间的数 据交换。对于前者，是通过数据总线，由CPU并行地把数据写入 控制器，或从控制器中并行地读出数据；对于后者是设备将数据 输入到控制器，或从控制器传送给设备。为此，在控制器中需要 设置数据寄存器。 第4章 设备管理
第4章设备管理 4.2输入输出系统 4.22设备控制器 2.设备控制器的功能 (3)了解和报告设备状态。在控制器中应设立一个状态寄存 器用于记录设备的各种状态,以供CPU使用。例如,仅当该设备 处于发送就绪状态时,CPU才能启动控制器从设备中读出数据 为此,在控制器中应设置一个状态寄存器,用其中的每一位来反 映设备的某一种状态。当CPU将该寄存器的内容读入后,便可以 了解该设备的状态。 (4)识别地址。系统为每个设备配置一个地址,设备控制器 要能识别这些地址。此外,为使CPU能向寄存器中写入数据,或 从寄存器中读取数据,这些寄存器应具有惟一的地址
4.2 输入输出系统 4.2.2 设备控制器 2．设备控制器的功能。 （3）了解和报告设备状态。在控制器中应设立一个状态寄存 器用于记录设备的各种状态，以供CPU使用。例如，仅当该设备 处于发送就绪状态时，CPU才能启动控制器从设备中读出数据。 为此，在控制器中应设置一个状态寄存器，用其中的每一位来反 映设备的某一种状态。当CPU将该寄存器的内容读入后，便可以 了解该设备的状态。 （4）识别地址。系统为每个设备配置一个地址，设备控制器 要能识别这些地址。此外，为使CPU能向寄存器中写入数据，或 从寄存器中读取数据，这些寄存器应具有惟一的地址。 第4章 设备管理
第4章设备管理 4.2输入输出系统 4.22设备控制器 3.设备控制器的组成 由于设备控制器处于CPU与设备之间,它既要与CPU通信 又要与设备通信,还应具有按照CPU发来的命令去控制设备工作非 的功能。因此,现有的大多数控制器都是由以下三部分组成的, 如图4-3所示。 信号线 控韦与 信号线 设备接口 cPU与设 备控制器 的接口 逻辑 信号线 控制器与 设备接口 图43设备控制器的爼成
4.2 输入输出系统 4.2.2 设备控制器 3．设备控制器的组成 由于设备控制器处于CPU与设备之间，它既要与CPU通信， 又要与设备通信，还应具有按照CPU发来的命令去控制设备工作 的功能。因此，现有的大多数控制器都是由以下三部分组成的， 如图4-3所示。 第4章 设备管理