型计算机如 口技术 2 第5章输入/输出控制接口 西安交通大学计算机系 桂小林 2012年9月25日
1 第5章 输入/输出控制接口 西安交通大学计算机系 桂小林 2012年9月25日
接口技术 目录 5,1输入/输出接口的基本概念(1/2) 52输入/输出端口地址及编址方法(1/2) 53输入/输出控制的接口设计(重点1) 53中断控制接口芯片8259A(2 54DMA控制接口芯片8237A(2) 5.5定时器/计数器接口芯片8253(重点4) 桂小林 2
桂小林 2 目录 ◼ 5.1输入/输出接口的基本概念(1/2) ◼ 5.2 输入/输出端口地址及编址方法(1/2) ◼ 5.3 输入/输出控制的接口设计(重点1) ◼ 5.3 中断控制接口芯片8259A(2) ◼ 5.4 DMA控制接口芯片8237A (2) ◼ 5.5 定时器/计数器接口芯片8253(重点4)
概述 外设是通过输入/输出接口(简称I/O接口)与cPU(或主 机)交换数据信息。 输入/输出接口是连接外设与微处理器或单片机的桥梁,在 个完整的计算机系统中,其作用和地位必不可少、非常重 要 ■本章首先介绍计算机系统的输入/输出接口的基本概念、作 用,然后阐述输入/输出端口(简称I/O端口)的编址方式, 最后介绍输入/输出的传输控制方式及其常用芯片的原理与 方法。 1O接口 电路 DP 数据寄 子器 CPU 外设 态寄存器 探制寄存器 桂小林 3
桂小林 3 概述 ◼ 外设是通过输入/输出接口（简称I/O接口）与CPU（或主 机）交换数据信息。 ◼ 输入/输出接口是连接外设与微处理器或单片机的桥梁，在 一个完整的计算机系统中，其作用和地位必不可少、非常重 要。 ◼ 本章首先介绍计算机系统的输入/输出接口的基本概念、作 用，然后阐述输入/输出端口（简称I/O端口）的编址方式， 最后介绍输入/输出的传输控制方式及其常用芯片的原理与 方法
51输入/输出接口的基本概念 1、I/O接口的定义 完成各个外设和主机之间的同步与协调、工作速度的匹配和 数据格式转换的逻辑部件称为I/O接口(I/ O Interface)。 从功能上来说,微型计算机中的各种I/O控制器或设备控制 器(包括适配器或适配卡)都是I/o接口; 在大型机中的工/o模块就是担负大量复杂的外设控制任务的 通道或I/O处理器。 I/O接口是连接外设和主机的一个“桥梁”。I/O接口的外 设侧、主机侧各有一个接口。 主机侧的接口称为内部接口,外设侧的接口称为外部接口 内部接口通过系统总线和内存、cPU相连,而外部接口则通 过各种接口电缆(如,串行电缆、并行电缆、网线或SCsI 电缆等)将其连到外设上。 桂小林
桂小林 4 5.1输入/输出接口的基本概念 1、I/O接口的定义 ◼ 完成各个外设和主机之间的同步与协调、工作速度的匹配和 数据格式转换的逻辑部件称为I/O接口(I/O Interface)。 ◼ 从功能上来说，微型计算机中的各种I/O控制器或设备控制 器（包括适配器或适配卡）都是I/O接口； ◼ 在大型机中的I/O模块就是担负大量复杂的外设控制任务的 通道或I/O处理器。 ◼ I/O接口是连接外设和主机的一个“桥梁” 。I/O接口的外 设侧、主机侧各有一个接口。 ◼ 主机侧的接口称为内部接口，外设侧的接口称为外部接口， 内部接口通过系统总线和内存、CPU相连，而外部接口则通 过各种接口电缆（如，串行电缆、并行电缆、网线或SCSI 电缆等）将其连到外设上
2、I/O接口的功能 (1)数据缓冲: 主存和cPU寄存器的存取速度非常快,而外设速度则较低,所以在 o接口中引入数据缓冲寄存器,以达到主机和外设工作速度的匹配。 (2)错误或状态检测 ■提供状态寄存器,以保存各种状态信息供CPU查用 (3)控制和定时: 提供控制和定时逻辑,以接受从系统总线来的控制和定时信号。以协 调內部资源与外设间动作的先后关系,控制数据通信过程。 (4)数据格式转换: 提供数据格式转换部件(如:进行串-转换的移位寄器),使通 部接口得到的数据转换为内部接口需要的 (5)电平转换: cPU与I/0设备可能采用不同的电平,I/0接口则需要实现不同电平 之间的转换 桂小林 5
桂小林 5 2、I/O接口的功能 （1）数据缓冲： ◼ 主存和CPU寄存器的存取速度非常快，而外设速度则较低，所以在 I/O接口中引入数据缓冲寄存器，以达到主机和外设工作速度的匹配。 （2）错误或状态检测： ◼ 提供状态寄存器，以保存各种状态信息供CPU查用。 （3）控制和定时： ◼ 提供控制和定时逻辑，以接受从系统总线来的控制和定时信号。以协 调内部资源与外设间动作的先后关系，控制数据通信过程。 （4）数据格式转换： ◼ 提供数据格式转换部件（如：进行串-并转换的移位寄存器），使通 过外部接口得到的数据转换为内部接口需要的格式，或反之。 （5）电平转换： ◼ CPU与I/O设备可能采用不同的电平，I/O接口则需要实现不同电平 之间的转换