計(jì)算機(jī)組成原理第5章.ppt

,2. I/O 中斷處理過(guò)程,設(shè)備選擇電路,以輸入為例,排隊(duì),設(shè)備 1#、2#、3#、4# 優(yōu)先級(jí)按 降序排列,INTRi = 1 有請(qǐng)求 即 INTRi = 0,INTR1,例題：,根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生3個(gè)設(shè)備向 量地址的電路。 （1）3個(gè)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)按ABC降序排列。 （2）A、B、C的向量地址分別為110 100、 010 100、000 110。 （3）排隊(duì)器采用鏈?zhǔn)脚抨?duì)電路。 （4）當(dāng)CPU發(fā)來(lái)中斷響應(yīng)信號(hào)INTA時(shí)，可 將向量地址取至CPU。,P194,多重中斷的概念,k,l,m,k +1,l +1,m +1,程序斷點(diǎn) k+1 , l+1 , m+1,單重中斷和多重中斷的服務(wù)程序流程,中斷周期,是,中斷隱指令,中斷隱指令,中斷周期,是,單重,多重,5.6 DMA 方式,一、DMA 方式的特點(diǎn),1. DMA 和程序中斷兩種方式的數(shù)據(jù)通路,CPU,主 存,ACC,中斷接口,DMA 接口,I/O 設(shè) 備,中斷方式數(shù)據(jù)傳送通路,輸入指令,輸出指令,DMA方式數(shù)據(jù)傳送通路,2. DMA 與主存交換數(shù)據(jù)的三種方式,(1) 停止 CPU 訪問(wèn)主存,控制簡(jiǎn)單,CPU 處于不工作狀態(tài)或保持狀態(tài),未充分發(fā)揮 CPU 對(duì)主存的利用率,主存工作時(shí)間,CPU不執(zhí)行程序,DMA不工作,DMA不工作,DMA工作,CPU控制 并使用主存,DMA控制 并使用主存,t,(2) 周期挪用（或周期竊?。?DMA 訪問(wèn)主存有三種可能,CPU 此時(shí)不訪存,CPU 正在訪存,CPU 與 DMA 同時(shí)請(qǐng)求訪存,此時(shí) CPU 將總線控制權(quán)讓給 DMA,主存工作時(shí)間,CPU控制 并使用主存,DMA控制 并使用主存,t,(3) DMA 與 CPU 交替訪問(wèn),主存工作時(shí)間,DMA控制 并使用主存,CPU控制 并使用主存,t,CPU 工作周期,C1 專供 DMA 訪存,C2 專供 CPU 訪存,所有指令執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間,不需要 申請(qǐng)建立和歸還 總線的使用權(quán),C1,C2,二、DMA 接口的功能和組成,1. DMA 接口功能,(1) 向 CPU 申請(qǐng) DMA 傳送,(2) 處理總線 控制權(quán)的轉(zhuǎn)交,(3) 管理 系統(tǒng)總線、控制 數(shù)據(jù)傳送,(4) 確定 數(shù)據(jù)傳送的 首地址和長(zhǎng)度,(5) DMA 傳送結(jié)束時(shí)，給出操作完成信號(hào),修正 傳送過(guò)程中的數(shù)據(jù) 地址 和 長(zhǎng)度,2. DMA 接口組成,+1,+1,三、DMA 的工作過(guò)程,1. DMA 傳送過(guò)程,預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳送、后處理,(1) 預(yù)處理,通過(guò)幾條輸入輸出指令預(yù)置如下信息,通知 DMA 控制邏輯傳送方向（入/出）,CPU,(2) DMA 傳送過(guò)程示意,BR,DMA 控 制 邏 輯,中 斷 機(jī) 構(gòu),AR,WC,DAR,DMA接口,+1,+1,(3) 數(shù)據(jù)傳送過(guò)程（輸入）,DREQ,HRQ,HLDA,地址線,DACK,溢出信號(hào),中斷請(qǐng)求,寫,寫入,BR,DMA 控 制 邏 輯,中 斷 機(jī) 構(gòu),AR,WC,DAR,DMA接口,+1,+1,DREQ,HRQ,HLDA,DACK,中斷請(qǐng)求,(4) 數(shù)據(jù)傳送過(guò)程（輸出）,讀,(5) 后處理,校驗(yàn)送入主存的數(shù)是否正確,是否繼續(xù)用 DMA,測(cè)試傳送過(guò)程是否正確，錯(cuò)則轉(zhuǎn)診斷程序,由中斷服務(wù)程序完成,P208 例5.3 5.4,2. DMA 接口與系統(tǒng)的連接方式,DMA 接口1,DMA 接口2,DMA 接口n,CPU,主存,DMA響應(yīng),I/O總線,數(shù)據(jù)線,地址線,DMA請(qǐng)求,(1) 具有公共請(qǐng)求線的 DMA 請(qǐng)求,(2) 獨(dú)立的 DMA 請(qǐng)求,DMA 接口1,DMA 接口2,DMA 接口3,CPU,主存,DMA響應(yīng)1,DMA請(qǐng)求1,DMA響應(yīng)2,DMA請(qǐng)求2,DMA響應(yīng)3,DMA請(qǐng)求3,I/O總線,數(shù)據(jù)線,地址線,3. DMA 方式與程序中斷方式的比較,(1) 數(shù)據(jù)傳送,(2) 響應(yīng)時(shí)間,(3) 處理異常情況,(4) 中斷請(qǐng)求,(5) 優(yōu)先級(jí),程序 硬件,指令執(zhí)行結(jié)束 存取周期結(jié)束,能 不能,低 高,傳送數(shù)據(jù) 后處理,四、DMA 接口的類型,1. 選擇型,在 物理上 連接 多個(gè) 設(shè)備 在 邏輯上 只允許連接 一個(gè) 設(shè)備,設(shè)備地址寄存器,控制狀態(tài)寄存器,數(shù)據(jù)緩沖寄存器,主存地址寄存器,時(shí)序電路,字計(jì)數(shù)器,DMA接口,CPU,主存,設(shè)備 1,設(shè)備 2,設(shè)備 n,選 擇 線,. . .,系統(tǒng)總線,2. 多路型,在 物理上 連接 多個(gè) 設(shè)備 在 邏輯上 允許連接 多個(gè) 設(shè)備同時(shí)工作,獨(dú)立請(qǐng)求式,鏈?zhǔn)?3. 多路型 DMA 接口的工作原理,150us丨,作業(yè)： 5-17 5-25,