Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 7: Hệ thống vào ra

trình sử dụng các lệnh trao đổi dữ liệu với bộ nhớ.. Các cổng vào-ra thông dụng trên PC[r]

Ch ươ ng 7: H  th ng vào ra ệ ố

Bài gi ng: ki n trúc máy tính và  ả ế

h p ng ợ ữ

7. H  th ng vào ra (IO) ệ ố

2

7. 1. T ng quan v  h  th ng vào­ra  ổ ề ệ ố

Lê Văn Hiệp

vào-ra

3

1. Gi i thi u chung  ớ ệ

tính và hệ thống bên ngoài

 Vào dữ liệu (Input)

 Ra dữ liệu (Output)

 Các thiết bị ngoại vi

 Các module nối ghép vào-ra

4

2. Các thi t b  ngo i vi ế ị ạ

Lê Văn Hiệp

dạng vật lý nào đó về dạng dữ liệu phù hợp với máy tính hoặc ngược lại

 Các thiết bị thu nhận dữ liệu: như bàn phím, chuột, máy quét ảnh,

 Các thiết bị hiển thị dữ liệu: màn hình, máy

in,

 Các thiết bị lưu trữ: ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng,

ổ đĩa quang CD, DVD,

 Các thiết bị truyền thông: modem, card mạng,

5

C u trúc chung c a TBNV ấ ủ

6

Các thành ph n chính c a TBNV ầ ủ

Lê Văn Hiệp

liệu giữa bên ngoài và bên trong máy tính

giữa module vào-ra và thiết bị ngoại vi

động của thiết bị ngoại vi đáp ứng theo yêu cầu từ module vào-ra

7

 Các thiết bị ngoại vi rất đa dạng, khác nhau về:

 Tất cả các thiết bị ngoại vi đều chậm hơn CPU và RAM → Cần có các module vào-ra

để nối ghép các thiết bị ngoại vi với CPU và

bộ nhớ chính

8

Ch c năng c a module vào­ra  ứ ủ

Lê Văn Hiệp

 Điều khiển và định thời

 Trao đổi thông tin với CPU

 Trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi

 Đệm giữa bên trong máy tính với thiết bị ngoại vi

 Phát hiện lỗi của thiết bị ngoại vi

9

C u trúc chung c a module vào­ra ấ ủ

10

Các thành ph n c a module vào­ra ầ ủ

Lê Văn Hiệp

trong quá trình trao đổi

thiết bị ngoại vi, mỗi cổng có một địa chỉ xác định

vào-ra

thông tin trạng thái / điều khiển cho các cổng vào-ra

11

4. Đ a ch  hóa c ng vào­ra ị ỉ ổ

trao đổi dữ liệu thông qua các cổng

vào-ra

định → cần phải có các phương pháp địa chỉ hóa cho cổng vào-ra

12

A. KGĐC b  nh  và KGĐC vào­ra ộ ớ

Lê Văn Hiệp

một không gian địa chỉ bộ nhớ xác định

 KGĐC bộ nhớ = 2N byte (N là số bit địa chỉ

mà CPU có khả năng phát ra)

không gian địa chỉ vào ra riêng biệt với không gian địa chỉ bộ nhớ

 KGĐC vào-ra = 2N1 byte

 (N1 : số bit địa chỉ dùng để quản lý không gian địa chỉ vào-ra, 2N1 << 2N)

KGĐC thì:

 CPU phải có tín hiệu để phân biệt không gian địa chỉ bộ nhớ và không gian địa chỉ vào-ra

 CPU phải có các lệnh vào-ra chuyên dụng

13

Lê Văn Hiệp

KGĐC bộ nhớ là 232 byte

lý 2 KGĐC:

 KGĐC bộ nhớ = 232 byte = 4GB

 KGĐC vào-ra = 64KB

 Tín hiệu điều khiển phân biệt truy nhập không gian địa chỉ: IO/M

Có 2 lệnh vào-ra chuyên dụng: IN và OUT

14

B. Các pp đ a ch  hóa c ng vào­ra ị ỉ ổ

Lê Văn Hiệp

 Cổng vào-ra được địa chỉ hóa theo không gian địa chỉ vào-ra riêng biệt

 Để trao đổi dữ liệu với cổng, trong chương trình sử dụng các lệnh vào-ra chuyên dụng

(Memory-mapped IO):

 Cổng vào-ra được địa chỉ hóa theo không gian địa chỉ bộ nhớ

 Để trao đổi dữ liệu với cổng, trong chương trình sử dụng các lệnh trao đổi dữ liệu với

bộ nhớ

15

7. H  th ng vào ra ệ ố

16

7. 2. Các ph ươ ng pháp đi u khi n vào­ra  ề ể

Lê Văn Hiệp

17

1. Vào­ra b ng ch ằ ươ ng trình

18

động viết các lệnh vào-ra

trực tiếp điều khiển việc trao đổi dữ liệu với cổng vào-ra

L u đ  th c hi n ư ồ ự ệ

Lê Văn Hiệp

19

Ho t đ ng ạ ộ

20

thái

 Nếu chưa sẵn sàng thì quay lại tiếp tục kiểm tra

 Nếu đã sẵn sàng thì chuyển sang trao đổi

dữ liệu với module vào-ra