第2章入輸出技術(shù)

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 第第2 2章章 輸入輸出技術(shù)輸入輸出技術(shù) 2.1 2.1 概述概述 在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用中，在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用中，cpucpu除與內(nèi)存交換信息外，除與內(nèi)存交換信息外，還必然要經(jīng)常與各種外部設(shè)備交換信息。主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行還必然要經(jīng)常與各種外部設(shè)備交換信息。主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行信息交換過(guò)程主要是完成數(shù)據(jù)輸入或輸出的傳送操作。輸信息交換過(guò)程主要是完成數(shù)據(jù)輸入或輸

2、出的傳送操作。輸入或輸出操作的確切含義是有選擇地啟動(dòng)被微處理器選中入或輸出操作的確切含義是有選擇地啟動(dòng)被微處理器選中的外部設(shè)備，以便使其接收來(lái)自的外部設(shè)備，以便使其接收來(lái)自cpucpu的數(shù)據(jù)或向的數(shù)據(jù)或向cpucpu送入數(shù)送入數(shù)據(jù)。據(jù)。 數(shù)據(jù)傳送的方向標(biāo)準(zhǔn)通常以微處理器為中心，當(dāng)數(shù)據(jù)是由數(shù)據(jù)傳送的方向標(biāo)準(zhǔn)通常以微處理器為中心，當(dāng)數(shù)據(jù)是由外部設(shè)備，如鍵盤(pán)、紙帶讀入機(jī)、光筆等設(shè)備向外部設(shè)備，如鍵盤(pán)、紙帶讀入機(jī)、光筆等設(shè)備向cpucpu送入送入時(shí)，稱(chēng)為輸入傳送；而當(dāng)數(shù)據(jù)自時(shí)，稱(chēng)為輸入傳送；而當(dāng)數(shù)據(jù)自cpucpu送到如發(fā)光二極管、送到如發(fā)光二極管、七段顯示器、七段顯示器、crtcrt顯示器、點(diǎn)陣打印機(jī)

3、、繪圖儀等設(shè)備時(shí)，顯示器、點(diǎn)陣打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備時(shí)，稱(chēng)為輸出傳送。稱(chēng)為輸出傳送。 當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)的輸入輸出操作時(shí)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)的輸入輸出操作時(shí)，cpucpu必須在眾多的外必須在眾多的外部設(shè)備中尋找一個(gè)確定的設(shè)備，而如何尋找這一特定的外部設(shè)備中尋找一個(gè)確定的設(shè)備，而如何尋找這一特定的外部設(shè)備就是輸入輸出尋址方式所解決的問(wèn)題。當(dāng)找到一個(gè)部設(shè)備就是輸入輸出尋址方式所解決的問(wèn)題。當(dāng)找到一個(gè)確定的外部設(shè)備以后，接下來(lái)的問(wèn)題就是如何同它進(jìn)行信確定的外部設(shè)備以后，接下來(lái)的問(wèn)題就是如何同它進(jìn)行信息交換，這就是輸入輸出控制方式所解決的問(wèn)題。息交換，這就是輸入輸出控制方式所解決的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算

4、機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 2.2 2.2 輸入輸出的尋址方式輸入輸出的尋址方式 1 1 存儲(chǔ)器映象尋址方式存儲(chǔ)器映象尋址方式 存儲(chǔ)器映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：存儲(chǔ)器映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是： （1 1）指令豐富。）指令豐富。所有存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)指令都可以用來(lái)處理所有存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)指令都可以用來(lái)處理i/oi/o操作，而不使用操作，而不使用專(zhuān)用的專(zhuān)用的i/0i/0指令。在微型機(jī)的指令系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器操作指令數(shù)量多，功能

5、指令。在微型機(jī)的指令系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器操作指令數(shù)量多，功能強(qiáng)，尋址方式靈活，這給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便，同時(shí)也大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的強(qiáng)，尋址方式靈活，這給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便，同時(shí)也大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的i/0i/0功能，使功能，使i/0i/0端口不僅能完成數(shù)據(jù)的傳送，還能對(duì)端口的內(nèi)容進(jìn)行算術(shù)端口不僅能完成數(shù)據(jù)的傳送，還能對(duì)端口的內(nèi)容進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算或移位等。邏輯運(yùn)算或移位等。 （2 2）i/oi/o端口空間大。端口空間大。由于在存儲(chǔ)器空間中劃出一個(gè)區(qū)域作為由于在存儲(chǔ)器空間中劃出一個(gè)區(qū)域作為i/oi/o端口地址端口地址空間，所以系統(tǒng)中的空間，所以系統(tǒng)中的i/oi/o端口數(shù)目幾乎不受限制，其最大數(shù)目只受系統(tǒng)的端口數(shù)目

6、幾乎不受限制，其最大數(shù)目只受系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量的限制。這對(duì)大型控制或數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等一些特殊場(chǎng)合是很有用存儲(chǔ)容量的限制。這對(duì)大型控制或數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等一些特殊場(chǎng)合是很有用處的。處的。 （3 3）尋址的控制邏輯比較簡(jiǎn)單。）尋址的控制邏輯比較簡(jiǎn)單。這種尋址方式的主要缺點(diǎn)是：這種尋址方式的主要缺點(diǎn)是： （1 1）i/oi/o端口占用了一部分存儲(chǔ)器地址空間，端口占用了一部分存儲(chǔ)器地址空間，使可用的內(nèi)存空間相對(duì)減少。使可用的內(nèi)存空間相對(duì)減少。另外，當(dāng)所有地址都必須做為存儲(chǔ)器單元使用時(shí)，則不能采用這種方法。另外，當(dāng)所有地址都必須做為存儲(chǔ)器單元使用時(shí)，則不能采用這種方法。 （2 2）對(duì)外設(shè)的訪(fǎng)問(wèn)和對(duì)存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)一樣

7、，）對(duì)外設(shè)的訪(fǎng)問(wèn)和對(duì)存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)一樣，必須對(duì)全部地址線(xiàn)譯碼，因而必須對(duì)全部地址線(xiàn)譯碼，因而地址譯碼電路比較復(fù)雜。地址譯碼電路比較復(fù)雜。 （3 3）存儲(chǔ)器操作指令字節(jié)長(zhǎng)，）存儲(chǔ)器操作指令字節(jié)長(zhǎng)，需要較長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間，降低了需要較長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間，降低了i/oi/o操作速度。操作速度。 （4 4）用存儲(chǔ)器指令來(lái)處理輸入）用存儲(chǔ)器指令來(lái)處理輸入/ /輸出，輸出，在程序清單中不易區(qū)別，給程序的在程序清單中不易區(qū)別，給程序的設(shè)計(jì)，分析和調(diào)試帶來(lái)一定的困難。設(shè)計(jì)，分析和調(diào)試帶來(lái)一定的困難。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer s

8、cience and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 輸入輸出的尋址方式輸入輸出的尋址方式 2 i/o2 i/o映象尋址方式映象尋址方式 i/oi/o映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：映象尋址方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1 1）i/oi/o空間與存儲(chǔ)器空間各自獨(dú)立，空間與存儲(chǔ)器空間各自獨(dú)立，可分開(kāi)設(shè)計(jì)?？煞珠_(kāi)設(shè)計(jì)。 （2 2）由于采用單獨(dú)的）由于采用單獨(dú)的i/oi/o指令，指令，其助記符與存儲(chǔ)器指令明顯不同，其助記符與存儲(chǔ)器指令明顯不同，因而使程序編制清晰，易于理解。因而使程序編制清晰，易于理解。（3 3）i/oi/o地址線(xiàn)較少，地址線(xiàn)較少，

9、所以譯碼電路簡(jiǎn)單。所以譯碼電路簡(jiǎn)單。（4 4）i/oi/o指令格式短，指令格式短，執(zhí)行時(shí)間快。執(zhí)行時(shí)間快。這種尋址方式的主要缺點(diǎn)是：這種尋址方式的主要缺點(diǎn)是：（1 1）需要專(zhuān)門(mén)的）需要專(zhuān)門(mén)的i/oi/o指令，指令，且這些指令一般不如存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)指令且這些指令一般不如存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)指令豐富，程序設(shè)計(jì)靈活性較差。豐富，程序設(shè)計(jì)靈活性較差。（2 2）參加譯碼的地址線(xiàn)較少，）參加譯碼的地址線(xiàn)較少，使外設(shè)端口數(shù)目受到限制。使外設(shè)端口數(shù)目受到限制。（3 3）采用專(zhuān)用的）采用專(zhuān)用的i/oi/o周期和專(zhuān)用的周期和專(zhuān)用的i/oi/o控制線(xiàn)，控制線(xiàn)，這不僅使微處理這不僅使微處理器有限的引腳更加緊張，而且也增加了控制邏輯

10、的復(fù)雜性。最小器有限的引腳更加緊張，而且也增加了控制邏輯的復(fù)雜性。最小模式下的模式下的80888088則用則用m/iom/io信號(hào)來(lái)區(qū)分存儲(chǔ)器或信號(hào)來(lái)區(qū)分存儲(chǔ)器或i/oi/o端口的訪(fǎng)問(wèn)。最端口的訪(fǎng)問(wèn)。最大模式下的大模式下的80888088與協(xié)處理器與協(xié)處理器80878087連接，引腳更為緊張，只有通過(guò)連接，引腳更為緊張，只有通過(guò)輸出三個(gè)總線(xiàn)周期信號(hào)，再由輸出三個(gè)總線(xiàn)周期信號(hào)，再由82888288總線(xiàn)控制器解讀后生成存儲(chǔ)器總線(xiàn)控制器解讀后生成存儲(chǔ)器讀讀/ /寫(xiě)、寫(xiě)、i/oi/o讀讀/ /寫(xiě)的控制信號(hào)。寫(xiě)的控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and

11、technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088專(zhuān)用專(zhuān)用i/oi/o指令指令 對(duì)于采用直接尋址方式，其指令格式為：對(duì)于采用直接尋址方式，其指令格式為：輸入指令：輸入指令：in alin al，n n和和in axin ax，n n輸出指令：輸出指令：out nout n，alal和和out nout n，ax ax 對(duì)于采用間接尋址方式，其指令格式為：對(duì)于采用間接尋址方式，其指令格式為：輸入指令：輸入指令：in alin al，dxdx和和in axin ax，dx

12、dx輸出指令：輸出指令：0ut dx0ut dx，alal和和out dxout dx，ax ax 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 門(mén)電路組合法門(mén)電路組合法常見(jiàn)的端口地址選擇方法有三種：常見(jiàn)的端口地址選擇方法有三種：門(mén)電路組合法、譯碼器譯碼法、門(mén)電路組合法、譯碼器譯碼法、比較器比較法比較器比較法。門(mén)電路組合法門(mén)電路組合法是最簡(jiǎn)單的一種端口地址選擇方法，它采用常見(jiàn)的是最簡(jiǎn)單的一種端口地址

13、選擇方法，它采用常見(jiàn)的邏輯門(mén)電路，比如與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等作為基本的組合元件。邏輯門(mén)電路，比如與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等作為基本的組合元件。一般端口都是指寄存器、鎖存器或緩沖器，這些器件都有一個(gè)芯一般端口都是指寄存器、鎖存器或緩沖器，這些器件都有一個(gè)芯片選擇信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)片選信號(hào)，多數(shù)是低電平有效，當(dāng)然，也有一片選擇信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)片選信號(hào)，多數(shù)是低電平有效，當(dāng)然，也有一些芯片沒(méi)有片選信號(hào)，而是有使能端，或脈沖控制端，總之是使些芯片沒(méi)有片選信號(hào)，而是有使能端，或脈沖控制端，總之是使器件產(chǎn)生動(dòng)作的控制端。器件產(chǎn)生動(dòng)作的控制端。端口地址選擇的目的，是當(dāng)?shù)刂肪€(xiàn)上出現(xiàn)某種信息組合時(shí)，在電端口地址選擇的目的，是當(dāng)?shù)刂肪€(xiàn)上出

14、現(xiàn)某種信息組合時(shí)，在電路的輸出端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有效信號(hào)（有效信號(hào)有四種狀態(tài)，即高電路的輸出端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有效信號(hào)（有效信號(hào)有四種狀態(tài)，即高電平、低電平、上跳沿、下降沿，具體使用哪種狀態(tài)，視所使用器平、低電平、上跳沿、下降沿，具體使用哪種狀態(tài)，視所使用器件而定），該信號(hào)連到器件的控制端，使器件產(chǎn)生動(dòng)作，從而完件而定），該信號(hào)連到器件的控制端，使器件產(chǎn)生動(dòng)作，從而完成成i/oi/o端口的讀端口的讀/ /寫(xiě)操作。寫(xiě)操作。這種方法簡(jiǎn)單、直觀，適合于單個(gè)端口，常用的基本門(mén)電路有這種方法簡(jiǎn)單、直觀，適合于單個(gè)端口，常用的基本門(mén)電路有74007400（2 2輸入輸入4 4與非門(mén)）、與非門(mén)）、74087408（2

15、2輸入輸入4 4與門(mén)）、與門(mén)）、74207420（4 4輸入雙輸入雙與非門(mén)）、與非門(mén)）、74307430（8 8輸入與非門(mén)）、輸入與非門(mén)）、74027402（2 2輸入輸入4 4或非門(mén)）、或非門(mén)）、74327432（2 2輸入輸入4 4或門(mén)）、或門(mén)）、74047404（六反相器）等等。（六反相器）等等。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 譯碼器譯碼法譯碼器譯碼法 這是最常用的一種方法，就

16、是利用譯碼器芯片對(duì)地址進(jìn)行譯碼。這是最常用的一種方法，就是利用譯碼器芯片對(duì)地址進(jìn)行譯碼。pc/xtpc/xt微型機(jī)系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址譯碼采樣了一個(gè)微型機(jī)系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址譯碼采樣了一個(gè)74ls13874ls138譯碼譯碼電路。這些芯片也都有片選信號(hào)，電路。這些芯片也都有片選信號(hào)，74lsl3874lsl38譯碼器的輸出與這些芯片的片譯碼器的輸出與這些芯片的片選信號(hào)連接。各接口芯片內(nèi)部有多個(gè)寄存器，因而應(yīng)有多個(gè)端口地址。選信號(hào)連接。各接口芯片內(nèi)部有多個(gè)寄存器，因而應(yīng)有多個(gè)端口地址。譯碼器只直接使用譯碼器只直接使用a a9 9a a5 5，其余的低，其余的低5 5位地址位地址a a

17、4 4a a0 0末接，留給各接口芯末接，留給各接口芯片自行內(nèi)部譯碼，以便尋址多個(gè)寄存器。顯然，由于片自行內(nèi)部譯碼，以便尋址多個(gè)寄存器。顯然，由于a a4 4a a0 0未接到譯碼器，未接到譯碼器，所以每個(gè)譯碼器的輸出端對(duì)應(yīng)所以每個(gè)譯碼器的輸出端對(duì)應(yīng)2 25 5=32=32個(gè)端口地址，其地址范圍依次是：個(gè)端口地址，其地址范圍依次是：8237 000h 8237 000h 01fh01fh8259 020h 8259 020h 03fh03fh8253 040h 8253 040h 05fh05fh8255 060h 8255 060h 07fh07fhdmadma頁(yè)面寄存器頁(yè)面寄存器 080h

18、 080h 09fh09fhnminmi屏蔽寄存器屏蔽寄存器 0a0h 0a0h 0bfh0bfh保留的保留的 0c0h 0c0h 0dfh0dfh保留的保留的 0e0h 0e0h 0ffh0ffh系統(tǒng)為每個(gè)接口芯片預(yù)留出系統(tǒng)為每個(gè)接口芯片預(yù)留出3232個(gè)端口地址，至于每個(gè)接口芯片用多少，個(gè)端口地址，至于每個(gè)接口芯片用多少，則視接口芯片內(nèi)部寄存器的數(shù)目而定。則視接口芯片內(nèi)部寄存器的數(shù)目而定。譯碼器譯碼法可以方便地對(duì)多個(gè)地址進(jìn)行譯碼，適合于多個(gè)端口的電路。譯碼器譯碼法可以方便地對(duì)多個(gè)地址進(jìn)行譯碼，適合于多個(gè)端口的電路。常用的譯碼器有常用的譯碼器有74139/7415574139/74155（雙（

19、雙2 2線(xiàn)線(xiàn)-4-4線(xiàn)譯碼器）、線(xiàn)譯碼器）、7413874138（3 3線(xiàn)線(xiàn)-8-8線(xiàn)譯線(xiàn)譯碼器）、碼器）、7415474154（4 4線(xiàn)線(xiàn)-16-16線(xiàn)譯碼器）。線(xiàn)譯碼器）。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 比較器比較法比較器比較法這是比較靈活的一種方法，就是這是比較靈活的一種方法，就是利用數(shù)碼比較器把地址線(xiàn)利用數(shù)碼比較器把地址線(xiàn)上的地址同預(yù)定的地址相比較上的地址同預(yù)定的地址相比較，

20、進(jìn)而確定地址是否相符。，進(jìn)而確定地址是否相符。如果比較后兩個(gè)地址相等，則表示地址總線(xiàn)送來(lái)的端口地如果比較后兩個(gè)地址相等，則表示地址總線(xiàn)送來(lái)的端口地址就是該端口的地址。址就是該端口的地址。用比較器比較法進(jìn)行端口地址譯碼不僅原理直觀，方法簡(jiǎn)用比較器比較法進(jìn)行端口地址譯碼不僅原理直觀，方法簡(jiǎn)便，更主要的是通過(guò)改變預(yù)設(shè)置，就能夠很容易地改變接便，更主要的是通過(guò)改變預(yù)設(shè)置，就能夠很容易地改變接口電路中端口的地址，而不需要改變線(xiàn)路，使用非常靈活?？陔娐分卸丝诘牡刂罚恍枰淖兙€(xiàn)路，使用非常靈活。在一些通用接口模板中，這一方法已得到廣泛的應(yīng)用。在一些通用接口模板中，這一方法已得到廣泛的應(yīng)用。常用的比較器有

21、常用的比較器有74857485（4 4位數(shù)字比較器）、位數(shù)字比較器）、7468874688（8 8位數(shù)位數(shù)字比較器）。字比較器）。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 2.3 2.3 輸入輸出控制方式輸入輸出控制方式 i/oi/o設(shè)備與存儲(chǔ)器區(qū)別：設(shè)備與存儲(chǔ)器區(qū)別：1 1存儲(chǔ)器的工作速度幾乎和中央處理機(jī)一樣，而大存儲(chǔ)器的工作速度幾乎和中央處理機(jī)一樣，而大多數(shù)多數(shù)i/oi/o設(shè)備工作較慢，且

22、不同的設(shè)備工作較慢，且不同的i/oi/o設(shè)備又有不同的工作設(shè)備又有不同的工作速度。速度。2 2存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)一般是以字節(jié)為單位或等于機(jī)器字存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)一般是以字節(jié)為單位或等于機(jī)器字長(zhǎng)，而長(zhǎng)，而i/oi/o設(shè)備傳送的過(guò)程中可能是設(shè)備傳送的過(guò)程中可能是8 8位數(shù)據(jù)，也可能是位數(shù)據(jù)，也可能是1 1位，位，2 2位位不等的狀態(tài)或控制信息。不等的狀態(tài)或控制信息。3 3存儲(chǔ)器中的信號(hào)形式與存儲(chǔ)器中的信號(hào)形式與cpucpu相同，而相同，而i/oi/o設(shè)備可能設(shè)備可能是數(shù)字信號(hào)也可能是模擬信號(hào)，可能是電壓信號(hào)也可能是是數(shù)字信號(hào)也可能是模擬信號(hào)，可能是電壓信號(hào)也可能是電流信號(hào)，可能是并行的也可能是串行的等等。電流

23、信號(hào)，可能是并行的也可能是串行的等等。4 4存儲(chǔ)器的控制信號(hào)主要是讀存儲(chǔ)器的控制信號(hào)主要是讀/ /寫(xiě)信號(hào)，而寫(xiě)信號(hào)，而i/oi/o設(shè)備設(shè)備一般有多種控制信號(hào)，如設(shè)備工作，空閑等狀態(tài)信號(hào)，設(shè)一般有多種控制信號(hào)，如設(shè)備工作，空閑等狀態(tài)信號(hào)，設(shè)備的啟動(dòng)，清除等控制信號(hào)。備的啟動(dòng)，清除等控制信號(hào)。這些差異都使得這些差異都使得i/oi/o數(shù)據(jù)傳送過(guò)程較為復(fù)雜，隨之而來(lái)的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程較為復(fù)雜，隨之而來(lái)的就是根據(jù)不同設(shè)備需采用不同的傳送方式，相應(yīng)的也就要就是根據(jù)不同設(shè)備需采用不同的傳送方式，相應(yīng)的也就要采用不同的控制方式。采用不同的控制方式。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer sci

24、ence and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) i/oi/o控制方式控制方式 cpucpu對(duì)對(duì)i/oi/o控制方式，就微機(jī)系統(tǒng)而言有控制方式，就微機(jī)系統(tǒng)而言有四種基本方式四種基本方式，即，即無(wú)條件傳送控制方式，程序查詢(xún)傳送控制方式，中斷傳送無(wú)條件傳送控制方式，程序查詢(xún)傳送控制方式，中斷傳送控制方式和控制方式和dmadma控制方式?？刂品绞?。無(wú)條件傳送方式，無(wú)條件傳送方式，cpucpu可在任何時(shí)刻與可在任何時(shí)刻與i/oi/o設(shè)備交換數(shù)據(jù)，設(shè)備交換數(shù)據(jù)，對(duì)對(duì)cpucp

25、u而言，而言，i/oi/o設(shè)備總是處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。設(shè)備總是處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。程序查詢(xún)方式，程序查詢(xún)方式，cpucpu通過(guò)查詢(xún)通過(guò)查詢(xún)i/oi/o設(shè)備的狀態(tài)，斷定哪個(gè)設(shè)設(shè)備的狀態(tài)，斷定哪個(gè)設(shè)備需要服務(wù)，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的服務(wù)程序。備需要服務(wù)，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的服務(wù)程序。中斷方式，中斷方式，當(dāng)當(dāng)i/oi/o設(shè)備需要設(shè)備需要cpucpu為其服務(wù)時(shí)，可以發(fā)生中斷為其服務(wù)時(shí)，可以發(fā)生中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求信號(hào)intrintr，cpucpu接到請(qǐng)求信號(hào)后，中斷正在執(zhí)行的程接到請(qǐng)求信號(hào)后，中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去為該設(shè)備服務(wù)，服務(wù)完畢，返回原來(lái)被中斷的程序，轉(zhuǎn)去為該設(shè)備服務(wù)，服務(wù)完畢，返回原來(lái)被中斷的程序并繼續(xù)執(zhí)行。序

26、并繼續(xù)執(zhí)行。直接存儲(chǔ)器存?。ㄖ苯哟鎯?chǔ)器存?。╠madma）方式，）方式，采用這種方式時(shí)，在采用這種方式時(shí)，在dmadma控控制器的管理下，制器的管理下，i/oi/o設(shè)備和存儲(chǔ)器直接交換信息，而不需設(shè)備和存儲(chǔ)器直接交換信息，而不需要要cpucpu介入。介入。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 無(wú)條件傳送控制方式無(wú)條件傳送控制方式 無(wú)條件傳送方式又稱(chēng)同步方式，是最簡(jiǎn)單的一種無(wú)條件傳送方式又稱(chēng)

27、同步方式，是最簡(jiǎn)單的一種i/oi/o控制控制方式，多用于方式，多用于cpucpu與低速接口之間的信息交換。如開(kāi)關(guān)、與低速接口之間的信息交換。如開(kāi)關(guān)、繼電器、繼電器、ledled顯示器，它們總是被認(rèn)為處于顯示器，它們總是被認(rèn)為處于“待命待命”狀態(tài)狀態(tài)（即總是處于準(zhǔn)備就緒或閑置狀態(tài)），（即總是處于準(zhǔn)備就緒或閑置狀態(tài)），cpucpu可在任何時(shí)候可在任何時(shí)候執(zhí)行執(zhí)行i/oi/o指令，無(wú)條件地與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換，而不指令，無(wú)條件地與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換，而不必考慮外部設(shè)備的狀態(tài)。必考慮外部設(shè)備的狀態(tài)。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technolo

28、gycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 程序查詢(xún)傳送控制方式程序查詢(xún)傳送控制方式 程序查詢(xún)方式是有條件的傳送控制方式，在這種方式中，程序查詢(xún)方式是有條件的傳送控制方式，在這種方式中，cpucpu對(duì)對(duì)i/oi/o設(shè)備的控制（調(diào)度）全部由程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，所有的設(shè)備的控制（調(diào)度）全部由程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，所有的輸入輸出操作都處于正在被執(zhí)行的程序的控制下，輸入輸出操作都處于正在被執(zhí)行的程序的控制下，i/oi/o設(shè)設(shè)備完全處于被動(dòng)地位。備完全處于被動(dòng)地位。所謂查詢(xún)，就是詢(xún)問(wèn)外部設(shè)備的工作狀態(tài)，通過(guò)這一狀態(tài)所謂查

29、詢(xún)，就是詢(xún)問(wèn)外部設(shè)備的工作狀態(tài)，通過(guò)這一狀態(tài)來(lái)判定外設(shè)是否已具備了與來(lái)判定外設(shè)是否已具備了與cpucpu交換數(shù)據(jù)的條件，即外設(shè)交換數(shù)據(jù)的條件，即外設(shè)是否已準(zhǔn)備好與是否已準(zhǔn)備好與cpucpu交換數(shù)據(jù)。交換數(shù)據(jù)。對(duì)輸入設(shè)備而言，這個(gè)狀態(tài)指示輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)對(duì)輸入設(shè)備而言，這個(gè)狀態(tài)指示輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，準(zhǔn)備就緒，cpucpu是否可以隨時(shí)來(lái)讀取這個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)輸出設(shè)是否可以隨時(shí)來(lái)讀取這個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)輸出設(shè)備而言，這個(gè)狀態(tài)指示輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)接收寄存器是否已備而言，這個(gè)狀態(tài)指示輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)接收寄存器是否已空，是否可以隨時(shí)接受空，是否可以隨時(shí)接受cpucpu送來(lái)的數(shù)據(jù)。送來(lái)的數(shù)據(jù)。 程序查詢(xún)是

30、最常用的程序查詢(xún)是最常用的i/oi/o控制方式，其控制方式，其特點(diǎn)是特點(diǎn)是i/oi/o操作由操作由cpucpu啟動(dòng)，即啟動(dòng)，即cpucpu是主動(dòng)的而是主動(dòng)的而i/oi/o是被動(dòng)的，所有的傳送都是被動(dòng)的，所有的傳送都是與程序的執(zhí)行同步的。它的優(yōu)點(diǎn)是能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與是與程序的執(zhí)行同步的。它的優(yōu)點(diǎn)是能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與cpucpu之間定時(shí)的差別，并且用于接口的硬件較少，也不需之間定時(shí)的差別，并且用于接口的硬件較少，也不需要專(zhuān)門(mén)的硬件。要專(zhuān)門(mén)的硬件。它的它的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)有兩個(gè)：一個(gè)是因它需踏步檢測(cè)某設(shè)備狀態(tài)有兩個(gè)：一個(gè)是因它需踏步檢測(cè)某設(shè)備狀態(tài)或周期性檢查所有設(shè)備狀態(tài)，所以影響微機(jī)系統(tǒng)的效率?；蛑?/p>

31、期性檢查所有設(shè)備狀態(tài)，所以影響微機(jī)系統(tǒng)的效率。二是系統(tǒng)所接入的設(shè)備越多，查詢(xún)的周期就越長(zhǎng)，因此對(duì)二是系統(tǒng)所接入的設(shè)備越多，查詢(xún)的周期就越長(zhǎng)，因此對(duì)工作速度較快的工作速度較快的i/oi/o設(shè)備會(huì)因服務(wù)不及時(shí)而丟失數(shù)據(jù)。設(shè)備會(huì)因服務(wù)不及時(shí)而丟失數(shù)據(jù)。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷傳送控制方式中斷傳送控制方式 程序查詢(xún)方式獨(dú)占程序查詢(xún)方式獨(dú)占cpucpu，而通常外設(shè)的輸入輸出速度很慢

32、，而通常外設(shè)的輸入輸出速度很慢，浪費(fèi)了大量的浪費(fèi)了大量的cpucpu時(shí)間，它使得時(shí)間，它使得cpucpu在查詢(xún)過(guò)程中除了檢測(cè)在查詢(xún)過(guò)程中除了檢測(cè)外設(shè)狀態(tài)以外，不能做任何其他事情。外設(shè)狀態(tài)以外，不能做任何其他事情。 在中斷傳送控制方式中，在中斷傳送控制方式中，cpucpu執(zhí)行功能程序與外部設(shè)備工執(zhí)行功能程序與外部設(shè)備工作，二者是并行進(jìn)行的，它改變了作，二者是并行進(jìn)行的，它改變了cpucpu主動(dòng)查詢(xún)外設(shè)狀態(tài)主動(dòng)查詢(xún)外設(shè)狀態(tài)的情況，而是當(dāng)外設(shè)一切準(zhǔn)備就緒后，主動(dòng)向的情況，而是當(dāng)外設(shè)一切準(zhǔn)備就緒后，主動(dòng)向cpucpu提出進(jìn)提出進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼?qǐng)求。行數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼?qǐng)求。 中斷過(guò)程就是中斷過(guò)程就是cpucpu

33、對(duì)一個(gè)隨機(jī)的請(qǐng)求進(jìn)行處理的過(guò)程，它對(duì)一個(gè)隨機(jī)的請(qǐng)求進(jìn)行處理的過(guò)程，它一般一般包括五個(gè)方面包括五個(gè)方面，即，即中斷申請(qǐng)、中斷排隊(duì)、中斷響應(yīng)、中斷申請(qǐng)、中斷排隊(duì)、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)和中斷返回中斷服務(wù)和中斷返回。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng) 中斷源中斷源就是指能夠發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)的來(lái)源。就是指能夠發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)的來(lái)源。中斷源能夠產(chǎn)生中斷申請(qǐng)信號(hào)有兩個(gè)條件：中斷源能夠產(chǎn)生

34、中斷申請(qǐng)信號(hào)有兩個(gè)條件：（l l）中斷源自身工作已經(jīng)）中斷源自身工作已經(jīng)“準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒”。比如對(duì)于輸入比如對(duì)于輸入設(shè)備，設(shè)備，“準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒”就是指它已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，就是指它已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，cpucpu可以可以隨時(shí)來(lái)讀取這個(gè)數(shù)據(jù)；對(duì)于輸出設(shè)備，隨時(shí)來(lái)讀取這個(gè)數(shù)據(jù)；對(duì)于輸出設(shè)備，“準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒”就是就是指它已經(jīng)準(zhǔn)備好隨時(shí)接收指它已經(jīng)準(zhǔn)備好隨時(shí)接收cpucpu送來(lái)的數(shù)據(jù)。送來(lái)的數(shù)據(jù)。（2 2）cpucpu允許該中斷源申請(qǐng)中斷。允許該中斷源申請(qǐng)中斷。一般來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，cpucpu本身有本身有一個(gè)中斷允許觸發(fā)器，而每一個(gè)中斷源也有一個(gè)中斷允許一個(gè)中斷允許觸發(fā)器，而每一個(gè)中斷源也有一個(gè)中斷

35、允許觸發(fā)器（或稱(chēng)之為中斷屏蔽寄存器），如果觸發(fā)器（或稱(chēng)之為中斷屏蔽寄存器），如果cpucpu本身禁止本身禁止中斷（即其中斷允許觸發(fā)器處于禁止?fàn)顟B(tài)），那么即使外中斷（即其中斷允許觸發(fā)器處于禁止?fàn)顟B(tài)），那么即使外部有中斷請(qǐng)求信號(hào)，部有中斷請(qǐng)求信號(hào)，cpucpu也不會(huì)響應(yīng)。如果也不會(huì)響應(yīng)。如果cpucpu本身允許中本身允許中斷，它就可以接受（響應(yīng)）中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。斷，它就可以接受（響應(yīng)）中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。此時(shí)，哪一個(gè)中斷源可能發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，就要看此時(shí)，哪一個(gè)中斷源可能發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，就要看cpucpu使哪一個(gè)中斷源的中斷允許觸發(fā)器處于允許狀態(tài)（即該中使哪一個(gè)中斷源的中斷允許觸

36、發(fā)器處于允許狀態(tài)（即該中斷源所屬的中斷屏蔽寄存器處于非屏蔽狀態(tài)）。如果斷源所屬的中斷屏蔽寄存器處于非屏蔽狀態(tài)）。如果cpucpu禁止某個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷，那么即使這個(gè)中斷源自身工作禁止某個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷，那么即使這個(gè)中斷源自身工作已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，它也不可能向已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，它也不可能向cpucpu提出中斷請(qǐng)求。提出中斷請(qǐng)求。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷排隊(duì)中斷排隊(duì) 解決中斷優(yōu)先權(quán)排

37、隊(duì)一般有兩種方法，即軟件查詢(xún)法和硬解決中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)一般有兩種方法，即軟件查詢(xún)法和硬件排隊(duì)法。件排隊(duì)法。（l l）軟件查詢(xún)法）軟件查詢(xún)法 基本思想：基本思想：用軟件查詢(xún)中斷源，根據(jù)查詢(xún)的順序先后來(lái)確用軟件查詢(xún)中斷源，根據(jù)查詢(xún)的順序先后來(lái)確定中斷源的優(yōu)先級(jí)。先查詢(xún)的優(yōu)先級(jí)就高，后查詢(xún)的優(yōu)先定中斷源的優(yōu)先級(jí)。先查詢(xún)的優(yōu)先級(jí)就高，后查詢(xún)的優(yōu)先級(jí)就低，只要改變查詢(xún)次序，就可以改變中斷源的中斷優(yōu)級(jí)就低，只要改變查詢(xún)次序，就可以改變中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)。先級(jí)。 軟件查詢(xún)法的主要軟件查詢(xún)法的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件，電路簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)是節(jié)省硬件，電路簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)靈活，優(yōu)先級(jí)調(diào)整方便，靈活，優(yōu)先級(jí)調(diào)整方便，缺點(diǎn)

38、缺點(diǎn)是每次響應(yīng)中斷后，都要從是每次響應(yīng)中斷后，都要從優(yōu)先權(quán)最高的中斷開(kāi)始詢(xún)問(wèn)，外設(shè)中斷源越多，查詢(xún)的時(shí)優(yōu)先權(quán)最高的中斷開(kāi)始詢(xún)問(wèn)，外設(shè)中斷源越多，查詢(xún)的時(shí)間就越長(zhǎng)，而且各個(gè)中斷源的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間也是不同的，間就越長(zhǎng)，而且各個(gè)中斷源的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間也是不同的，造成優(yōu)先級(jí)別低的中斷源實(shí)時(shí)處理性差。造成優(yōu)先級(jí)別低的中斷源實(shí)時(shí)處理性差。 （2 2）硬件排隊(duì)法）硬件排隊(duì)法基本思想：基本思想：用硬件判優(yōu)邏輯電路來(lái)確定申請(qǐng)中斷中的最高用硬件判優(yōu)邏輯電路來(lái)確定申請(qǐng)中斷中的最高優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級(jí)別是由它們?cè)谂袃?yōu)電路優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)中各中斷源的優(yōu)先級(jí)別是由它們?cè)谂袃?yōu)電路中的位置決定的。中的位置決定的。 硬件排隊(duì)

39、法的硬件排隊(duì)法的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)在于中斷響應(yīng)速度炔，并且各不同設(shè)備，在于中斷響應(yīng)速度炔，并且各不同設(shè)備，無(wú)論它排在鏈頭還是鏈尾，它的響應(yīng)時(shí)間是相同的。無(wú)論它排在鏈頭還是鏈尾，它的響應(yīng)時(shí)間是相同的。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是增加了硬設(shè)備，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。是增加了硬設(shè)備，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 響應(yīng)中斷條件：響應(yīng)中斷條件： （l l）外部設(shè)備有中斷請(qǐng)求。）外部設(shè)備有中斷請(qǐng)求

40、。 （2 2）cpucpu自身允許中斷。自身允許中斷。 （3 3）沒(méi)有更高級(jí)的中斷正在被服務(wù)。）沒(méi)有更高級(jí)的中斷正在被服務(wù)。cpucpu對(duì)有些事情的處理是對(duì)有些事情的處理是禁止被打擾的，比如禁止被打擾的，比如dmadma操作等。操作等。 （4 4）cpucpu在每條指令結(jié)束后響應(yīng)中斷。在每條指令結(jié)束后響應(yīng)中斷。cpucpu不能在指令執(zhí)行的中不能在指令執(zhí)行的中間響應(yīng)中斷，而是在每條指令的最后一個(gè)間響應(yīng)中斷，而是在每條指令的最后一個(gè)t t狀態(tài)采樣中斷請(qǐng)求線(xiàn)，狀態(tài)采樣中斷請(qǐng)求線(xiàn)，如果有中斷請(qǐng)求并且滿(mǎn)足響應(yīng)條件的話(huà)，將發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)。如果有中斷請(qǐng)求并且滿(mǎn)足響應(yīng)條件的話(huà)，將發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)。cpucp

41、u一旦響應(yīng)中斷，將在中斷響應(yīng)周期中完成一些必要的操作，一旦響應(yīng)中斷，將在中斷響應(yīng)周期中完成一些必要的操作，這些工作是由硬件自動(dòng)完成的，無(wú)需人工介入。這些工作是由硬件自動(dòng)完成的，無(wú)需人工介入。 （1 1）關(guān)中斷。）關(guān)中斷。內(nèi)部自動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷，禁止在中斷響應(yīng)期間受到內(nèi)部自動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)中斷，禁止在中斷響應(yīng)期間受到外部干擾。外部干擾。 （2 2）保護(hù)斷點(diǎn)。）保護(hù)斷點(diǎn)。是指保護(hù)斷點(diǎn)的地址，也就是中斷發(fā)生時(shí)在程是指保護(hù)斷點(diǎn)的地址，也就是中斷發(fā)生時(shí)在程序計(jì)數(shù)器中保存的下一條指令的地址。保護(hù)斷點(diǎn)的目的是執(zhí)行完序計(jì)數(shù)器中保存的下一條指令的地址。保護(hù)斷點(diǎn)的目的是執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后能返回到該地址繼續(xù)運(yùn)行原程序。中斷服

42、務(wù)程序后能返回到該地址繼續(xù)運(yùn)行原程序。 （3 3）將中斷服務(wù)程序的入口地址送入程序計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)）將中斷服務(wù)程序的入口地址送入程序計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。不同的不同的cpucpu有不同的轉(zhuǎn)入方法。有不同的轉(zhuǎn)入方法。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷服務(wù)中斷服務(wù) 中斷服務(wù)就是指執(zhí)行中斷服務(wù)程序，包括三個(gè)部分：中斷服務(wù)就是指執(zhí)行中斷服務(wù)程序，包

43、括三個(gè)部分：保護(hù)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷處理和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)、中斷處理和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)是進(jìn)入中斷服務(wù)程序后首先要做的工作。主程序是進(jìn)入中斷服務(wù)程序后首先要做的工作。主程序中要用到寄存器，中斷服務(wù)程序中也要用到寄存器，而中要用到寄存器，中斷服務(wù)程序中也要用到寄存器，而cpucpu中的寄存器又是有限的，所以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的目的就是將中的寄存器又是有限的，所以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的目的就是將有關(guān)的寄存器內(nèi)容壓入堆棧保存起來(lái)。所謂有關(guān)的寄存器有關(guān)的寄存器內(nèi)容壓入堆棧保存起來(lái)。所謂有關(guān)的寄存器是指中斷服務(wù)程序中使用的那些寄存器，將這些寄存器的是指中斷服務(wù)程序中使用的那些寄存器，將這些寄存器的內(nèi)容保存起來(lái)，也就保存了主程序

44、斷點(diǎn)處的工作環(huán)境，以?xún)?nèi)容保存起來(lái)，也就保存了主程序斷點(diǎn)處的工作環(huán)境，以后即使改變了這些寄存器的內(nèi)容也沒(méi)關(guān)系，因?yàn)閿帱c(diǎn)處的后即使改變了這些寄存器的內(nèi)容也沒(méi)關(guān)系，因?yàn)閿帱c(diǎn)處的工作環(huán)境已經(jīng)被保存下來(lái)，隨時(shí)都可以恢復(fù)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)一工作環(huán)境已經(jīng)被保存下來(lái)，隨時(shí)都可以恢復(fù)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)一般使用般使用pushpush指令。指令。中斷處理中斷處理是中斷服務(wù)程序中的核心工作。它實(shí)質(zhì)性地完成是中斷服務(wù)程序中的核心工作。它實(shí)質(zhì)性地完成cpucpu與外設(shè)之間的輸入或輸出操作，有時(shí)也包括內(nèi)存地址與外設(shè)之間的輸入或輸出操作，有時(shí)也包括內(nèi)存地址的修改，計(jì)數(shù)值的修改等等。的修改，計(jì)數(shù)值的修改等等?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的目的就是恢復(fù)主程

45、序斷點(diǎn)處的工作環(huán)境，這個(gè)的目的就是恢復(fù)主程序斷點(diǎn)處的工作環(huán)境，這個(gè)環(huán)境是在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作中保存起來(lái)的，一般使用環(huán)境是在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作中保存起來(lái)的，一般使用poppop指令指令來(lái)完成。來(lái)完成。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷返回中斷返回 中斷返回中斷返回是中斷過(guò)程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它是由中斷返回指是中斷過(guò)程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它是由中斷返回指令（令（iretiret）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其目的在于將斷點(diǎn)

46、地址返回到程序）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其目的在于將斷點(diǎn)地址返回到程序計(jì)數(shù)器，由于計(jì)算機(jī)總是按照程序計(jì)數(shù)器的地址取指令執(zhí)計(jì)數(shù)器，由于計(jì)算機(jī)總是按照程序計(jì)數(shù)器的地址取指令執(zhí)行程序，所以行程序，所以cpucpu自然從斷點(diǎn)地址開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行原程序。自然從斷點(diǎn)地址開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行原程序。需要需要說(shuō)明說(shuō)明的一點(diǎn)是，的一點(diǎn)是，cpucpu在響應(yīng)中斷時(shí)已經(jīng)在其內(nèi)部自動(dòng)在響應(yīng)中斷時(shí)已經(jīng)在其內(nèi)部自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了關(guān)中斷（禁止中斷），其目的是在中斷響應(yīng)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了關(guān)中斷（禁止中斷），其目的是在中斷響應(yīng)過(guò)程中，保護(hù)斷點(diǎn)，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序等工作不受其它中斷源的干保護(hù)斷點(diǎn)，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序等工作不受其它中斷源的干擾，但由于關(guān)了中斷，使得在整個(gè)中

47、斷服務(wù)過(guò)程中不能再擾，但由于關(guān)了中斷，使得在整個(gè)中斷服務(wù)過(guò)程中不能再響應(yīng)其他的中斷，也就是不能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。而如果不在響應(yīng)其他的中斷，也就是不能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。而如果不在中斷服務(wù)程序返回之前，或在主程序循環(huán)體中重新開(kāi)中斷中斷服務(wù)程序返回之前，或在主程序循環(huán)體中重新開(kāi)中斷的話(huà)，那么系統(tǒng)就不可能再響應(yīng)任何可屏蔽的中斷請(qǐng)求。的話(huà)，那么系統(tǒng)就不可能再響應(yīng)任何可屏蔽的中斷請(qǐng)求。顯然，為了實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，一定要在中斷服務(wù)程序中開(kāi)始顯然，為了實(shí)現(xiàn)中斷嵌套，一定要在中斷服務(wù)程序中開(kāi)始的部分安排開(kāi)中斷指令；為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的中斷，最好在中的部分安排開(kāi)中斷指令；為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的中斷，最好在中斷返回指令之前安排一個(gè)開(kāi)中斷指令

48、。斷返回指令之前安排一個(gè)開(kāi)中斷指令。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 80888088具有強(qiáng)大的中斷處理功能，它可以處理具有強(qiáng)大的中斷處理功能，它可以處理256256種不同類(lèi)種不同類(lèi)型的中斷，類(lèi)型號(hào)為型的中斷，類(lèi)型號(hào)為0 0255255。 of tf if 圖 2.3.1 8088 中斷源 除法 出錯(cuò) intn 指令 int0 指令 單步 tf=1

49、 中 斷 邏 輯 不可屏蔽中斷請(qǐng)求 8086/8088 ir0 ir1 ir2 ir3 ir4 ir5 ir6 ir7 int intr 8259a nmi 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 內(nèi)部中斷和外部中斷內(nèi)部中斷和外部中斷 1 1外部中斷外部中斷外部中斷外部中斷是由是由cpucpu外部引起的中斷，需要外設(shè)產(chǎn)生一個(gè)信外部引起的中斷，需要外設(shè)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)來(lái)通知號(hào)來(lái)通知cpucpu，包括

50、非屏蔽中斷，包括非屏蔽中斷nminmi和可屏蔽中斷和可屏蔽中斷intrintr。非屏蔽中斷非屏蔽中斷nminmi不能被禁止，它只要產(chǎn)生就必須響應(yīng)，不不能被禁止，它只要產(chǎn)生就必須響應(yīng)，不受受cpucpu的中斷允許觸發(fā)器的中斷允許觸發(fā)器ifif的控制，其中斷號(hào)為的控制，其中斷號(hào)為2 2，一般用，一般用于最急迫的事情。它的優(yōu)先級(jí)高于于最急迫的事情。它的優(yōu)先級(jí)高于intrintr?？善帘沃袛嗫善帘沃袛鄆ntrintr受受cpucpu的中斷允許觸發(fā)器的中斷允許觸發(fā)器ifif的控制，可由的控制，可由指令來(lái)實(shí)現(xiàn)控制：指令來(lái)實(shí)現(xiàn)控制：stisti使使if=1if=1允許中斷，允許中斷，clicli使使if=o

51、if=o禁止中禁止中斷。斷。 2 2內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷是由是由cpucpu狀態(tài)的改變或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中狀態(tài)的改變或執(zhí)行中斷指令而產(chǎn)生的中斷，它不受斷，它不受ifif的控制，主要用于功能調(diào)用、程序調(diào)試和意的控制，主要用于功能調(diào)用、程序調(diào)試和意外情況處理。外情況處理。內(nèi)部中斷包括四類(lèi)：內(nèi)部中斷包括四類(lèi)：除法錯(cuò)中斷、單步中斷、溢出中斷、除法錯(cuò)中斷、單步中斷、溢出中斷、軟件中斷。軟件中斷。 各類(lèi)中斷源的優(yōu)先級(jí)別由高到低的順序依次為內(nèi)部中斷、各類(lèi)中斷源的優(yōu)先級(jí)別由高到低的順序依次為內(nèi)部中斷、nminmi、intrintr、單步中斷。、單步中斷。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

52、computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 中斷向量表中斷向量表中斷向量表中斷向量表是中斷服務(wù)程序的入口地址表。是中斷服務(wù)程序的入口地址表。每個(gè)中斷服務(wù)程序的入口地址都有每個(gè)中斷服務(wù)程序的入口地址都有2 2個(gè)字節(jié)的段地址和個(gè)字節(jié)的段地址和2 2個(gè)個(gè)字節(jié)的段內(nèi)偏移量共字節(jié)的段內(nèi)偏移量共4 4個(gè)字節(jié)組成，共有個(gè)字節(jié)組成，共有256256個(gè)中斷源，所個(gè)中斷源，所以中斷向量表共占用以中斷向量表共占用2562564=10244=1024字節(jié)空間，

53、并且從存儲(chǔ)字節(jié)空間，并且從存儲(chǔ)器地址的最低端開(kāi)始存放（即地址器地址的最低端開(kāi)始存放（即地址00000h00000h003ffh003ffh）。）。 內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別在于：內(nèi)部中斷與外部中斷的主要區(qū)別在于： 1 1外部中斷需要從數(shù)據(jù)總線(xiàn)上讀取中斷類(lèi)型碼，而內(nèi)部外部中斷需要從數(shù)據(jù)總線(xiàn)上讀取中斷類(lèi)型碼，而內(nèi)部中斷的中斷類(lèi)型碼是指令的一部分。中斷的中斷類(lèi)型碼是指令的一部分。 2 2外部中斷受中斷允許觸發(fā)器外部中斷受中斷允許觸發(fā)器ifif的控制，而內(nèi)部中斷不的控制，而內(nèi)部中斷不受受ifif的控制。的控制。 3 3內(nèi)部中斷的優(yōu)先級(jí)別比外部中斷要高（除單步中斷以?xún)?nèi)部中斷的優(yōu)先級(jí)別比外部中斷要高（

54、除單步中斷以外）。外）。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（1 1） stacksegment stack dw 100h dup(?)stack endsdata segmentint_seg dw ？ ；保存中斷向量段地址；保存中斷向量段地址int_off dw ？ ；保存中斷向量偏移地址；保存中斷向量偏移地址d

55、ata ends；code segment assume cs:code，ds:data，ss:stackstart proc far push ds xor ax，ax posh ax mov ax，data mov ds，ax mov al，n ；指定類(lèi)型號(hào)為；指定類(lèi)型號(hào)為n mov ah，35h int 21h ；取中斷向量送到；取中斷向量送到es:bx 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉

56、林大學(xué) mov int_seg，es mov int_off，bx ；保護(hù)；保護(hù)es:bx cli ；設(shè)置中斷向量必須關(guān)中斷；設(shè)置中斷向量必須關(guān)中斷 mov al，n mov ah，25h ；重新設(shè)置；重新設(shè)置n mov dx，seg intp mov ds，dx mov dx，offset intp；將；將intp設(shè)置在設(shè)置在n上上 int 21h sti ；設(shè)置完畢后打開(kāi)中斷；設(shè)置完畢后打開(kāi)中斷 ；主體程序；主體程序 cli ；恢復(fù)中斷向量前必須關(guān)中斷；恢復(fù)中斷向量前必須關(guān)中斷 mov al，n mov ah，25h mov dx，int_seg mov ds，dx mov dx，int_

57、off int 21h ；恢復(fù)原中斷向量；恢復(fù)原中斷向量 retstart endp80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（2 2） 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) intp proc far sti ；允許中斷嵌套；允許中斷嵌套 push ax push bx push cx push dx push si push di push bp push e

58、s push ds ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) ；中斷處理；中斷處理 mov al，20h out 20h，al ；8259中斷返回，發(fā)中斷返回，發(fā)eoi 80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（3 3） 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) pop ds pop es pop bp pop di pop si pop dx pop cx pop bx pop ax

59、 ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) irft ；中斷返回；中斷返回intp endpcode ends end start ；從；從start處執(zhí)行程序處執(zhí)行程序 程序中使用了程序中使用了dos系統(tǒng)功能調(diào)用，其中系統(tǒng)功能調(diào)用，其中35h功能是取中斷向量，入口功能是取中斷向量，入口al=中斷類(lèi)型號(hào)，出口中斷類(lèi)型號(hào)，出口es：bx=中斷程序入口地址。另一個(gè)中斷程序入口地址。另一個(gè)25h功能是功能是設(shè)置中斷向量，入口設(shè)置中斷向量，入口al=中斷類(lèi)型號(hào)，中斷類(lèi)型號(hào)，ds：dx=中斷程序入口地址。中斷程序入口地址。80888088系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)采用中斷方式的程序結(jié)構(gòu)（4 4） 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

60、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院computer science and technologycomputer science and technologycomputer science and technology吉林大學(xué)吉林大學(xué) 直接存儲(chǔ)器存?。ㄖ苯哟鎯?chǔ)器存?。╠madma）方式）方式 所謂所謂dmadma傳送方式傳送方式（即直接存儲(chǔ)器存取方式）是一種不需（即直接存儲(chǔ)器存取方式）是一種不需要要cpucpu干預(yù)也不需要軟件介入的高速數(shù)據(jù)傳送方式。干預(yù)也不需要軟件介入的高速數(shù)據(jù)傳送方式。cpucpu只是啟動(dòng)只是啟動(dòng)dmadma過(guò)程，但是絲毫不干預(yù)這一過(guò)程，整個(gè)過(guò)程，但是絲毫不干預(yù)這一過(guò)程，整個(gè)dmadm