第9章输入输出组织 ●输入输出组织是用来控制外设与内存或CPU 之间进行数据交换的机构;是计算机系统中 重要的软、硬件结合的子系统。 ●通常把JO设备及其接口线路、控制部件、通道或IO 处理器以及ⅣO软件统称为输入输出系统,其要解决 的问题是对各种形式的信息进行输入和输出的控制。 ●重点介绍O接口的功能和结构、IO设备的编址和 寻址、以及在主机和外设间进行数据传送的各种输 入输出控制方式等内容
第9章 输入输出组织 ● 输入输出组织是用来控制外设与内存或CPU 之间进行数据交换的机构；是计算机系统中 重要的软、硬件结合的子系统。 ● 通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、通道或I/O 处理器以及I/O软件统称为输入输出系统，其要解决 的问题是对各种形式的信息进行输入和输出的控制。 ● 重点介绍I/O接口的功能和结构、I/O设备的编址和 寻址、以及在主机和外设间进行数据传送的各种输 入输出控制方式等内容
91JO接口 ■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O接口( 0 Interface) 从功能上来说,PC中的各种ⅣO控制器或设备控制器 (包括适配器或适配卡)都是ⅣO接口;在大型机中 的ⅣO模块就是担负大量复杂的外设控制任务的通道 或IO处理器
9.1 I/O接口 ■ 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，PC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
91.1IO接口的功能 ◆ⅣO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。 ◆IO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ⅣO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
9.1.1 I/O接口的功能 ◆ 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。 ◆ 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。 接口和外设发生的出错情况有两类:一类是设备电 路故障或异常情况;另一类是数据传输错,这种错 误是通过在每个字符上采用一个奇偶校验位来检测 的 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,或在相反的方向进行数据格式转换。 ⑤与主机和设备通信:上述功能都必须通过ⅣO接口与主机或 与设备之间的通信来完成
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。 • 接口和外设发生的出错情况有两类：一类是设备电 路故障或异常情况；另一类是数据传输错，这种错 误是通过在每个字符上采用一个奇偶校验位来检测 的。 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，或在相反的方向进行数据格式转换。 ⑤ 与主机和设备通信：上述功能都必须通过I/O接口与主机或 与设备之间的通信来完成
◆ⅣO接口与主机侧进行通信 ●对主机通过系统总线送来的地址信息进行译码,以 确定是否选中本设备; 接受系统总线送来的控制信息,以确定数据传送的 方向等; 将接口中数据缓冲寄存器或状态寄存器的信息送到 系统总线,或接收系统总线送来的数据或命令信息, 将其送到接口中的数据缓冲寄存器或控制寄存器。 ◆ⅣO接口与设备进行通信: 将控制寄存器中的命令译码,输出到外部接口的控制线上; 发送数据缓冲寄存器的数据到外部接口的数据线上 接受外设的状态或数据信息,送到接口中的状态寄存器或数 据缓冲寄存器中
◆ I/O接口与主机侧进行通信 • 对主机通过系统总线送来的地址信息进行译码，以 确定是否选中本设备； • 接受系统总线送来的控制信息，以确定数据传送的 方向等； • 将接口中数据缓冲寄存器或状态寄存器的信息送到 系统总线，或接收系统总线送来的数据或命令信息， 将其送到接口中的数据缓冲寄存器或控制寄存器。 ◆ I/O接口与设备进行通信： • 将控制寄存器中的命令译码，输出到外部接口的控制线上； • 发送数据缓冲寄存器的数据到外部接口的数据线上； • 接受外设的状态或数据信息，送到接口中的状态寄存器或数 据缓冲寄存器中