输入输出与接口技术

接口是CPU与内存及CPU与外部设备之间通过总线进行连接的逻辑部件(电路)。

接口的功能

• 作为微机与IO设备传递数据的缓冲
• 正确寻址与微机交换数据的IO设备
• 信号转换功能
• 提供微机与IO设备之间交换数据所需的控制逻辑和状态信号
• 总是IO接口就是完成数据，地址和控制三总线的转换和连接任务

IO统一编址

把一个端口视为一个存储器单元，并赋予相应的存储器地址，CPU访问端口 如同访问存储器。

IO 独立编址

将IO端口单独编址而不和存储空间混合在一起，即二者的地址空间是互相独立的， IO接口不会影响存储器的地址空间，CPU访问IO端口必须采用专用的IO指令， 所以也叫 专用IO指令方式

74LS373 锁存器 Latch

• 8个D触发器组成
• 一个锁存使能端LE
• 一个输出允许端OE#

8086 需要在T1阶段通过锁存信号将 地址信息 锁存到锁存器中。

74LS244 缓冲器 Buffer

• 8个输入输出端口分为两组
• 1G# 控制第一组 2G# 控制第二组

主要用于三态输出的存储器地址驱动器，时钟驱动器总线定向接收器

74LS245 数据收发器

• 8路同项三态双向总线收发器
• 两组8位输入输出端
• 一个使能G#
• 和一个方向控制端DIR DIR低电平 B输入，高电平 A输入

输入输出数据传送的控制方式

• 无条件传送方式
• 程序查询方式(条件传送方式)
• 中断传送方式
• 直接存储器存取方式 DMA
• IO通道方式
• IO处理机方式

DMA

DMA方式是用硬件实现存储器和存储器之间, 存储器和IO设备之间之间进行高速数据传送, 不需要CPU的干预, 减少了中间环节,极大提高了传送速度

• DMA 读传送: 存储器 -> IO设备
• DMA 写传送: IO设备 -> 存储器

• 存储单元传送: 存储器 -> 存储器

• IO设备向DMAC发出DMA请求

• DMAC在接受到设备发出的DMA请求后,向CPU发送总线请求,
• CPU在执行完当前指令的当前总线周期后, 向DMAC发出总线响应信号
• CPU脱离总线
• DMAC想IO设备发出DMA应答
• .......
• CPU恢复总线的控制,继续执行被DMAC中断的,当前指令的当前总线周期

DMA操作类型

• 数据传送
• 数据校验
• 数据检索

DMA 操作方式

• 单字节操作方式
• 连续操作方式
• 请求操作方式
• 级连传送方式