Tổ chức cấu trúc máy tính C5

Phần điều khiển I/O phải có thanh ghi trạng thái để phản ánh tức thời trạng thái hoạt động của thiết bị ngoại vi hoặc trạng thái hoạt động của bản thân phần điều khiển I/O.. Yêu cầu ngắ

CHƯƠNG 5

CPU1 Bộ nhớ CPU2

Xuất / nhập Tại sao phải trao đổi thông tin ?

Thiết bị

Bộ nhớ dùng chung

1 Cả hai CPU đều truy xuất được vùng nhớ chung

2 Một trong hai CPU (master) có quyền cấm CPU (slave) còn lại truy xuất

3 Tốc độ trao đổi cao

4 Cần có mạch chọn địa chỉ bộ nhớ

5 Tầm địa chỉ truy xuất bộ nhớ của 2 CPU có thể khác nhau (tùy thuộc mạch giải mã địa chỉ)

6 Mỗi CPU có thể có vùng nhớ riêng

7 Cần phân định cấu trúc (khung) cho vùng nhớ chung

CPU

Card màn hình

RAM màn hình

Màn hình

RAM màn hình

Màn hình máy IBM/PC

Địa chỉ phân trang 64 KB

Tín hiệu RGB

80 cột

25 dòng

(dòng 0,cột 0)

có địa chỉ B800:0000

- Mỗi ký tự lưu bằng 2 byte

- Byte địa chỉ thấp chứa mã ASCII

- Byte địa chỉ cao chứa mã màu

Màu nền

Màu chữ Sáng Chớp

Kiểm tra trạng thái

1 Dùng để trao đổi thông tin với I/O

2 Phần điều khiển I/O phải có thanh ghi trạng thái để phản ánh tức thời trạng

thái hoạt động của thiết bị ngoại vi hoặc trạng thái hoạt động của bản

thân phần điều khiển I/O

3 CPU cần kiểm tra thường xuyên và định kỳ thanh ghi trạng thái

4 Hiệu suất thấp, lãng phí thời gian CPU

5 Đoạn chương trình lặp vòng kiểm tra trạng thái không thể thiếu trong chương trình

6 Phương pháp này chỉ dùng tốt khi CPU không làm công việc gì khác

Bắt đầu

Kiểm tra bit Ready

công việc I/O

Đ

S

công việc chính

nhập thanh ghi trạng thái

Kiểm tra bit Ready

Lưu đồ kiểm tra trạng thái

Yếu tố thời gian (Time out)

Yêu cầu ngắt quãng

Xuất nhập

Cần trao đổi thông tin

CPU

Thiết bị ngoại vi Chương trình chính

Chương trình phục vụ ngắt quãng

 

Interrupt

Chấp nhận ngắt quãng

Yêu cầu ngắt quãng

Yêu cầu phần cứng

1 Phần điều khiển I/O phải có đường cung cấp tín hiệu yêu cầu ngắt quãng

2 CPU phải có tín hiệu trả lời chấp nhận ngắt quãng cho phần điều khiển thiết

bị

3 Khi phần điều khiển thiết bị nhận được tín hiệu chấp nhận ngắt quãng từ CPU, nó phải cung cấp một thông tin lên tuyến dữ liệu có liên quan đến cách truy xuất chương trình phục vụ ngắt quãng mà thường được gọi là

vector ngắt

4 CPU lấy vector ngắt từ tuyến dữ liệu (cất tạm đâu đó nếu cần)

5 CPU đẩy giá trị bộ đếm chương trình và thanh ghi trạng thái chương trình (PSW) vào stack

6 CPU định vị chương trình phục vụ ngắt thông qua vector ngắt và chuyển điều khiển đến đó

Yêu cầu phần mềm

1 Bảo vệ các thanh ghi có sử dụng trong chương trình phục vụ ngắt (thường dùng stack)

2 Xác định chính xác thiết bị gây ra ngắt quãng trong trường hợp nhiều thiết

bị dùng chung vector ngắt

3 Đọc nội dung các thanh ghi có liên quan đến thiết bị

4 Nếu có lỗi xuất nhập thì xử lý trong chương trình phục vụ ngắt

5 Xử lý nhập hoặc xuất dữ liệu

6 Báo hiệu kết thúc ngắt cho phần điều khiển ngắt quãng nếu cần

7 Phục hồi các thanh ghi đã bảo vệ

8 Làm lệnh TRỞ VỀ TỪ NGẮT QUÃNG để trả điều khiển cho chương trình đang bị ngắt

Bộ nhớ

CPU Xuất/nhập

Thiết bị ngoại vi

Byte thông tin nhập

Byte thông tin xuất

Quá trình chuyển ngoại vi - bộ nhớ Quá trình chuyển bộ nhớ - ngoại vi

Nhập

Xuất

Hoạt động xuất nhập bình thường

Lưu lượng thông tin lấy từ Sound card

Tần số lấy mẫu : 44100 Hz

Độ lớn lấy mẫu : 16 bit

Số kênh stereo : 2

Tín hiệu

Các điểm lấy mẫu

U

t

44100 mẫu / s

2 byte / kênh

Lưu lượng thông tin lấy từ Video capture card

Số điểm ngang : 800

Số điểm dọc : 600

Số bit màu : 32

Số hình trên s : 30

800 pixels

32 bits màu / pixel

800 x 600 x 4 = 1.920.000 bytes / hình DVD

1.920.000 x 30 = 55 MB / s VCD

320 x 240 x 4 x 30 = 8.8 MB / s

Hoạt động xuất nhập dùng cơ chế DMA

Bộ nhớ

Thiết bị ngoại vi DMAC

BUS

Yêu cầu BUS

Chấp nhận nhường BUS

DMAC chiếm BUS để điều khiển

Cần trao đổi thông tin với lưu lượng lớn

Các thông tin mà DMAC cần giữ

1 Địa chỉ vùng nhớ sẽ làm DMA

2 Số byte cần chuyển trong quà trình DMA

3 Thiết bị xuất nhập dùng cơ chế DMA

4 Chiều làm DMA

DMA theo trang

DMAC chuyển tối đa 64 KB

(DMAC 8237A)

Bộ nhớ hệ thống

1 MB

Phân thành trang 64 KB

(16 trang)

1

2 làm DMA 2 lần