Tài liệu Kiến trúc máy tính - Chương VI: Tổ chức vào ra: Hà nội, 17 December 2009
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Posts and Telecommunications Institute of Technology
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Chương VI: Tổ chức vào ra
Giảng viên: TS. Nguyễn Quý Sỹ
Email: synq@ptit.edu.vn
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Các thiết bị ngoại vi
2. Giao diện Vào/Ra
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
4. Các chế độ chuyển giao
5. Bộ xử lý vào-ra
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Phân hệ vào ra cung cấp chế đột truyền thông hiệu quả giữa hệ thống
trung tâm và môi trường bên ngoài
• Bàn phím
• Thiết bị vào quang
– Đầu đọc thẻ
– Đầu đọc băng giấy
– Đầu đọc mã vạch
– Đầu đọc số hoá
– Đầu đọc điểm quang
• Các thiết bị vào từ tính
– Đầu đọc băng từ, đĩa từ
• Thiết bị vào màn hình
– Màn hình sờ
– Bút chiếu sáng
– Chuột
...
66 trang |
Chia sẻ: Khủng Long | Lượt xem: 1299 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Kiến trúc máy tính - Chương VI: Tổ chức vào ra, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hà nội, 17 December 2009
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Posts and Telecommunications Institute of Technology
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Chương VI: Tổ chức vào ra
Giảng viên: TS. Nguyễn Quý Sỹ
Email: synq@ptit.edu.vn
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Các thiết bị ngoại vi
2. Giao diện Vào/Ra
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
4. Các chế độ chuyển giao
5. Bộ xử lý vào-ra
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Phân hệ vào ra cung cấp chế đột truyền thông hiệu quả giữa hệ thống
trung tâm và môi trường bên ngoài
• Bàn phím
• Thiết bị vào quang
– Đầu đọc thẻ
– Đầu đọc băng giấy
– Đầu đọc mã vạch
– Đầu đọc số hoá
– Đầu đọc điểm quang
• Các thiết bị vào từ tính
– Đầu đọc băng từ, đĩa từ
• Thiết bị vào màn hình
– Màn hình sờ
– Bút chiếu sáng
– Chuột
• Các thiết bị vào tương tự
1. Các thiết bị ngoại vi-Thiết bị vào
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy đục lỗ thẻ
• Máy đục băng giấy
• Màn hình
• Máy in (Impact, Ink Jet, Laser, Dot Matrix)
• Plotter
• Âm thanh
• ....
1. Các thiết bị ngoại vi-Thiết bị ra
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Các thiết bị ngoại vi
2. Giao diện Vào/Ra
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
4. Các chế độ chuyển giao
5. Bộ xử lý vào-ra
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Cung cấp một phương pháp để chuyển giao thông tin giữa bộ lưu trữ
nội bộ (bộ nhớ và các thanh ghi CPU) và các thiết bị I/O bên ngoài
• Giải quyết sự chênh lệch giữa các thiết bị máy tính và các thiết bị
ngoại vi
– Ngoại vi-Các thiết bị cơ điện
– CPU hoặc bộ nhớ-Thiết bị điện tử
• Tốc độ chuyển giao dữ liệu
– Ngoại vi - thường chậm hơn
– CPU hoặc bộ nhớ-Thường nhanh hơn ngoại vi
• Có thể cần tới một số kiểu cơ chế đồng bộ
– Khối thông tin
• Ngoại vi – Byte, Khối,
• CPU hoặc bộ nhớ – Từ
– Biểu diễn dữ liệu có thể khác nhau
2. Giao diện vào ra
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Mỗi giao diện có một mô đun giao diện liên quan
• Giao diện
– Giải mã địa chỉ thiết bị (mã thiết bị)
– Giải mã lệnh (tác vụ)
– Cung cấp các tín hiệu cho bộ điều khiển ngoại vị
– Đồng bộ luồng dữ liệu và giám sát tốc độ chuyển giao dữ liệu
giữa ngoại vi và CPU hoặc bộ nhớ
2. Giao diện vào ra-Bus I/O và các mô đun giao diện
Processor
Interface
Keyboard
and
display
terminal
Magnetic
tapePrinter
Interface Interface Interface
Data
Address
Control
Magnetic
disk
I/O bus
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
2. Giao diện vào ra-Kết nối của I/O Bus
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Kết nối của bus I/O bus tới CPU
• Kết nối của bus I/O tới một giao diện
2. Giao diện vào ra-Kết nối của I/O Bus (t)
I/O
bus
Device
address
Command
decoder
Function code
Data lines
Buffer register
Peripheral
register
Status
register
Sense lines
Output
peripheral
device
and
controller
AD = 1101 Interface
Logic
I/O
bus
Op.
code
Device
address
Function
code
Accumulator
register
Computer
I/O
control
Sense lines
Data lines
Function code lines
Device address lines
CPU
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bus bộ nhớ là để cho chuyển giao các thông tin giữa CPU
và MM
• Bus I/O là để chuyển giao thông tin giữa các thiết bị CPU
và thiết bị I/O thông qua giao diện I/O
• Nhiều máy tính sử dụng một hệ thống bus chung duy nhất
cho cả hai khối bộ nhớ và khối giao diện I/O
– Sử dụng một bus chung nhưng các đường điều khiển tách biệt
cho từng chức năng
– Sử dụng một bus chung với các đường điều khiển chung cho cả
hai chức năng
2. Giao diện vào ra-Chức năng Bus I/O và bus bộ
nhớ
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Một số máy tính sử dụng hai bus tách riêng, một trao đổi
thông tin với bộ nhớ và một với các giao diện I/O
– Trao đổi thông tin giữa CPU và tất cả các khối giao diện là qua
một bus I/O chung
– Một giao diện nối tới một thiết bị ngoại vi có thể có một số thanh
ghi dữ liệu, 1 thanh ghi điều khiển và 1 thanh ghi trạng thái
– Một lệnh được chuyển tới ngoại vi bằng cách gửi tới một thanh
ghi giao diện thích hợp
– Không cần tới các đường mã chức năng và đường cảm ứng
(chuyển giao thông tin điều khiển dữ liệu và thông tin trạng thái
luôn qua một bus I/O chung)
2. Giao diện vào ra-Chức năng Bus I/O và bus bộ
nhớ (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• I/O riêng biệt
– Tách riêng các đưòng điều khiển đọc/ghi I/O ngoài các đường
điều khiển đọc/ghi bộ nhớ
– Tách riêng không gian địa chỉ bộ nhớ và không gian địa chỉ I/O
– Các lệnh vào và ra riêng biệt
• I/O được ánh xạ vào bộ nhớ
– Một tập duy nhất các đường điều khiển đọc/ghi (không tách
riêng giữa chuyển giao bộ nhớ và I/O
– Các địa chỉ bộ nhớ và I/O sử dụng chung không gian địa chỉ ->
giảm được khoảng địa chỉ bộ nhớ có thể sử dụng
– Lệnh vào hoặc ra không xác định->các lệnh tương tự tham chiếu
bộ nhớ có thể sử dụng để chuyển giao I/O
– Khá linh hoạt trong các tác vụ giám sát I/O
2. Giao diện vào ra-Chức năng Bus I/O và bus bộ
nhớ (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• I/O riêng biệt
– Tách riêng các đưòng điều khiển đọc/ghi I/O ngoài các đường
điều khiển đọc/ghi bộ nhớ
– Tách riêng không gian địa chỉ bộ nhớ và không gian địa chỉ I/O
– Các lệnh vào và ra riêng biệt
• I/O được ánh xạ vào bộ nhớ
– Một tập duy nhất các đường điều khiển đọc/ghi (không tách
riêng giữa chuyển giao bộ nhớ và I/O
– Các địa chỉ bộ nhớ và I/O sử dụng chung không gian địa chỉ ->
giảm được khoảng địa chỉ bộ nhớ có thể sử dụng
– Lệnh vào hoặc ra không xác định->các lệnh tương tự tham chiếu
bộ nhớ có thể sử dụng để chuyển giao I/O
– Khá linh hoạt trong các tác vụ giám sát I/O
2. Giao diện I/O-I/O được ánh xạ vào bộ nhớ và độc
lập
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
2. Giao diện I/O (t)
CS RS1 RS0 Register selected
0 x x None - data bus in high-impedence
1 0 0 Port A register
1 0 1 Port B register
1 1 0 Control register
1 1 1 Status register
Chip select
Register select
Register select
I/O read
I/O write
CS
RS1
RS0
RD
WR
Timing
and
Control
Bus
buffers
Bidirectional
data bus
Port A
register
Port B
register
Control
register
Status
register
I/O data
I/O data
Control
Status
In
te
rn
al
b
us
CPU I/ODevice
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Giao diện có thể lập trình
– Thông tin trong mỗi cổng có thể được ấn định một ý nghĩa phụ
thuộc vào chế độ hoạt động của thiết bị I/O
→ Port A = Data; Port B = Command; Port C = Status
– CPU khởi tạo (nạp) từng cổng bằng cách chuyển một byte vào
thanh ghi điều khiển
→ Cho phép CPU có thể định nghĩa chế độ hoạt động của mỗi cổng
→ Cổng có thể lập trình được: Nhờ thay đổi các bit trong thanh ghi
điều khiển, nó có thể thay đổi các đặc tính giao diện
2. Giao diện I/O (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• ISA - Industrial Standard Architecture:
– Khe gắn card mở rộng trên Mainboard.
– Card mở rộng chuẩn ISA: Card âm thanh, card màn hình và
các thiết bị ngoại vi khác.
– Băng thông của ISA là 8-16 bits, tần số 8-10Mhz.
– ISA là chuẩn kênh truyền mở rộng chính trên máy tính IBM AT
nên thường được gọi là "kênh AT"
– “Trước hay và nay it”
• Micro Channel - MCA (Micro Channel Architecture)
– Kênh truyền 32-bit (máy PS/2, RS/6000 và một số đời của
ES/9370).
– Hỗ trợ 15 mức Bus Mastering cho phép truyền dữ liệu từ tốc độ
20Mbytes/s đến 80 Mbytes/s.
– Vào cuối năm 1996, IBM ngưng hỗ trợ công nghệ MCA và
chuyển qua sử dụng PCI.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• EISA - Extended ISA:
– Phiên bản mở rộng của kênh truyền ISA (Kênh truyền AT - AT
bus) 16-bit thành kênh truyền 32-bit.
– Chuẩn EISA được công bố năm 1988
– Một sự lựa chọn 32-bit thay thế cho MCA
– Card mở rộng loại ISA có thể gắn vào khe gắn EISA dễ dàng do
cả hai cùng sử dụng tốc độ 8-10Mhz.
– Chuẩn EISA sau này được thay thế bởi chuẩn PCI.
• VL-Bus-Vesa Local Bus:
– Được phát triển bởi VESA và sử dụng phổ biến ở các đời máy
486.
– VL-Bus là loại kênh truyền 32-bit, hỗ trợ bus mastering và họat
động ở tốc độ 40Mhz.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• EISA - Extended ISA:
– Phiên bản mở rộng của kênh truyền ISA (Kênh truyền AT - AT
bus) 16-bit thành kênh truyền 32-bit.
– Chuẩn EISA được công bố năm 1988
– Một sự lựa chọn 32-bit thay thế cho MCA
– Card mở rộng loại ISA có thể gắn vào khe gắn EISA dễ dàng do
cả hai cùng sử dụng tốc độ 8-10Mhz.
– Chuẩn EISA sau này được thay thế bởi chuẩn PCI.
• VL-Bus-Vesa Local Bus:
– Được phát triển bởi VESA và sử dụng phổ biến ở các đời máy
486.
– VL-Bus là loại kênh truyền 32-bit, hỗ trợ bus mastering và họat
động ở tốc độ 40Mhz.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• PCI - Peripheral Component Interconnect
– Là một loại kênh ngoại vi trên Mainboard -Intel thiết kế vào
năm 1993.
– Dùng để gắn các card mở rộng cung cấp các đường truyền tốc
độ cao giữa CPU và các thiết bị ngoại vi (màn hình, mạng, đĩa
cứng ngoài...).
– Cung cấp khả năng "cắm và chạy" (plug and play) là khả năng
tự nhận dạng và cài đặt các card PCI rất tốt.
– PCI cho phép chia sẻ "tài nguyên" IRQ (Interrupt Request-
Ngắt hệ thống) giữa các card PCI với nhau.
– Đặc điểm này rất quan trọng trong khi các card ngoại vi phục
vụ nhiều thiết bị ngoại vi và ứng dụng ngày càng nhiều còn số
lượng các IRQ được hỗ trợ thì lại giới hạn.
– Thiết bị PCI hoạt động ở tần số 33Mhz với các đường truyền dữ
liệu có băng thông 32 hoặc 64 bits (PCI version 2.1 họat động ở
xung nhịp 66Mhz).
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• AGP - Accelerated Graphics Port
– Chuẩn của khe gắn card mở rộng chuyên dùng cho card màn
hình tốc độ cao.
– Cung cấp kết nối trực tiếp giữa card màn hình và bộ nhớ.
– Có màu nâu, ngắn hơn và được thiết kế hơi thụt vào một chút so
với khe gắn PCI.
– AGP có băng thông 32-bits.
• Chuẩn AGP nguyên thủy (AGP 1X) cung cấp tốc độ truyền dữ
liệu 264Mbytes/s,
• AGP 2X là 528 Mbytes/s,
• AGP 4X là 1Gbytes/s,
• AGP 8X là 2Gbytes/s.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• CNR-Communications and Networking Riser
– Là chuẩn khe gắn cho phép gắn bổ xung mạch hỗ trợ các chức năng
như âm thanh (audio), modem (communications) và mạng
(networking).
• AMR - Audio/Modem Raiser
– Là một chuẩn khe gắn cho phép gắn các card mở rộng chứa mạch xử lý
âm thanh (audio) và bộ điều biến (modem) lên Mainboard.
– Được thiết kế bởi hãng Intel,
– AMR cung cấp khe cắm 46-pin giao diện kỹ thuật số (digital interface)
lên Mainboard.
– Card mở rộng chuẩn AMR hỗ trợ tất cả các chức năng xử lý tương tự
(analog functions - codecs) theo yêu cầu xử lý âm thanh và truyền thông
dạng tương tự.
– Cùng với chuẩn cắm CNR, AMR là các lựa chọn cho các nhà sản xuất
Mainboard. Hiện nay, AMR và CNR chưa hỗ trợ khả năng tương thích
rộng rãi như các chuẩn khe cắm công nghiệp khác trước đây.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• USB - Universal Serial Bus:
– Giao diện kết nối phần cứng dùng cho các thiết bị ngoại vi có tốc
độ thấp như: keyboard, mouse, cần chỉnh hướng (dùng cho
game), máy in và các thiết bị điện thoại.
– Nó còn hỗ trợ video kỹ thuật số như MPEG-1 và MPEG-2.
– USB 1.1 có băng thông (bandwidth) lớn nhất là 12 Mbits/sec
(tương đương với 1.5 Mbytes/sec) và có thể gắn được tới 127
thiết bị.
– Các thiết bị USB được mắc nối tiếp tạo thành chuỗi thiết bị
USB.
– Các thiết bị cần tốc độ cao thì sử dụng tòan bộ băng thông còn
những thiết bị tốc độ thấp thì có thể truyền dữ liệu ở các kênh
truyền con là 1.5 Mbits/sec.
– Khả năng hoán đổi nóng của USB cho phép mọi thiết bị được
gắn vào hoặc tháo ra mà không cần phải tắt máy.
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• USB - Universal Serial Bus: (t)
– Các cổng USB đã có trong các máy tính cá nhân từ năm 1997, và
Windows 98 hỗ trợ đầy đủ cho giao diện này.
– USB 2.0 tăng dung lượng đột ngột lên đến 480 Mbits/sec. Nó
được xem là mạch ghép nối tuần tự cho tương lai và là "đối thủ"
của chuẩn giao tiếp FireWire (IEEE1394).
– Các thiết bị USB có thể được gắn trực tiếp vào ổ cắm 4-chân (4-
pin socket) trên PC, gắn vào hub có nhiều cổng được nối vào PC
hoặc gắn vào thiết bị có chức năng như là hub cho các thiết bị
khác.
– Bus USB:
– Phân phối 0.5 amps (500 milliamps) cho mỗi cổng.
– Bổ sung nguồn: sử dụng adapter nguồn AC rời.
– Hub (USB) có thể lấy nguồn điện từ đường truyền USB (gọi là
Bus powered - được cung cấp nguồn qua kênh truyền dữ liệu),
2. Giao diện I/O-Một số giao diện điển hình (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Các thiết bị ngoại vi
2. Giao diện Vào/Ra
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
4. Các chế độ chuyển giao
5. Bộ xử lý vào-ra
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Các hoạt động đồng bộ và không đồng bộ
– Đồng bộ - Tất cả các thiết bị lấy thông tin thời gian từ một CLK
chung
– Không đồng bộ - Không dùng CLK chung
• Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
– Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ giữa hai khối độc lập yêu
cầu các tín hiệu điều khiển phải phát đi giữa các khối thông tin
để chỉ thị dữ liệu đang được phát đi
• Hai phương pháp chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
– Strobe pulse (xung nháy): Một xung strobe được cung cấp bởi
một khối để chỉ thị khối khác khi chuyển giao xảy ra
– Bắt tay: Một tín hiệu điều khiển được cung cấp cùng với dữ liệu
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Sử dụng một đường điều khiển duy nhất cho mỗi lần chuyển giao
• Strobe có thể được kích hoạt hoặc bằng khối nguồn hoặc khối đích
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ-STROBE
Source
unit
Destination
unit
Data bus
Strobe
Data
Strobe
Valid data
Block Diagram
Timing Diagram
Source
unit
Destination
unit
Data bus
Strobe
Data
Strobe
Valid data
Block Diagram
Timing Diagram
Strobe được nguồn kích hoạt Strobe được đích kích hoạt
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Các phương pháp Strobe-hạn chế
– Nguồn khởi tạo
• Khối nguồn khởi tạo chuyển giao không có cách nào để biết được
khối đích đã thực sự nhận được dữ liệu hay không
– Đích khởi tạo
• Khối đích khởi tạo chuyển giao không có cách nào để biết được
nguồn đã thực sự đặt dữ liệu lên bus hay không
• Để giải quyết vấn đề này, phương pháp bắt tay đưa ra
một tín hiệu điều khiển thứ hai để cung cấp một phản hồi
(Reply) cho khối khởi tạo ra chuyển giao
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ (t)-Bắt tay
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Cho phép trễ tuỳ ý từ trạng thái này sang trạng thái khác
• Cho phép mỗi khối phản hồi theo tốc độ chuyển giao dữ
liệu của nó
• Tốc độ chuyển giao được xác định bởi khối chậm hơn
• Bắt tay cung cấp một mức độ mềm linh hoạt và độ tin cậy
cao do hoàn toàn thành công chuyển giao dữ liệu dựa trên
sự tham gia tích cực bởi cả hai khối
• Nếu một khối bị lỗi, chuyển giao dữ liệu sẽ không được
hoàn thành
-> Có thể phát hiện được bằng các cơ chế timeout
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bắt tay-khối nguồn
khởi tạo chuyển giao
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bắt tay-khối nguồn
khởi tạo chuyển giao (t)
Block Diagram
Timing Diagram
Accept data from bus.
Enable data accepted
Disable data accepted.
Ready to accept data
(initial state).
Sequence of Events
Place data on bus.
Enable data valid.
Source unit Destination unit
Disable data valid.
Invalidate data on bus.
Source
unit
Destination
unit
Data bus
Data accepted
Data bus
Data valid
Valid data
Data valid
Data accepted
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bắt tay-khối đích
khởi tạo chuyển giao (t)
Block Diagram
Timing Diagram
Source
unit
Destination
unit
Data bus
Ready for data
Data valid
Sequence of Events
Place data on bus.
Enable data valid.
Source unit Destination unit
Ready to accept data.
Enable ready for data.
Disable data valid.
Invalidate data on bus
(initial state).
Accept data from bus.
Disable ready for data.
Ready for data
Data valid
Data bus Valid data
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bốn dạng chuyển giao
– Chuyển giao nối tiếp không đồng bộ
– Chuyển giao nối tiếp đồng bộ
– Chuyển giao song song không đồng bộ
– Chuyển giao song song đồng bộ
3. Chuyển giao không đồng bộ-Nối tiếp
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chuyển giao nối tiếp không đồng bộ
– Sử dụng các bit đặc biệt chèn vào 2 đầu của mã ký tự
– Mỗi ký tự chưa 3 phần: Start bit; Data bits; Stop bits.
• Một ký tự có thể được máy thu phát hiện theo 4 quy tắc
– Khi dữ liệu không có, đường được duy trì ở trạng thái 1 (trạng
thái rỗi)
– Khởi tạo truyền ký tự được phát hiện bởi Start Bit, luôn là 1 số
0
– Các bit ký tự luôn luôn theo sau Start Bit
– Sau kỹ tự cuối cùng, một Stop Bit được phát hiện khi đường trả
lạ trạng thái 1 ít nhất 1 lần
• Máy thu biết trước tốc độ chuyển giao bit và số lượng bit
thông tin dự kiến
3. Chuyển giao không đồng bộ-Nối tiếp (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Giao diện trao đổi thông tin không đồng bộ thông thường
(sử dụng cho IC)
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bộ thu phát không
đồng bộ phổ biến (UART)
CS RS Oper. Register selected
0 x x None
1 0 WR Transmitter register
1 1 WR Control register
1 0 RD Receiver register
1 1 RD Status register
Chip select
Register select
I/O read
I/O write
CS
RS
RD
WR
Timing
and
Control
Bus
buffers
Bidirectional
data bus
Transmitter
register
Control
register
Status
register
Receiver
register
Shift
register
Transmitter
control
and clock
Receiver
control
and clock
Shift
register
Transmit
data
Transmitter
clock
Receiver
clock
Receive
data
In
te
rn
al
B
us
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Thanh ghi phát
– Chấp nhận một byte dữ liệu (từ CPU)
– Chuyển tới một thanh ghi dịch để truyền nối tiếp
• Nhận
– Nhận thông tin nối tiếp vào một thanh ghi
– byte dữ liệu hoàn thành được gửi tới thanh ghi nhận
• Các bit thanh ghi trạng thái
– Được dùng cho các cờ I/O và cho các lỗi ghi
• Các bit thanh ghi điều khiển
– Định nghĩa tốc độ baud, số lượng bit trên mỗi ký tự
– Tạo ra và kiểm tra parity, và số lượng các bit dừng
3. Chuyển giao không đồng bộ-UART (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Dữ liệu vào và ra ở hai tốc độ khác nhau
• Dữ liệu ra luôn luôn có cùng thứ tự với dữ liệu vào bộ
đệm
• Hữu ích trong một số ứng dụng khi dữ liệu được chuyển
giao không đồng bộ
• Bộ đệm FIFO 4x4 (4 thanh ghi Ri 4-bit),
• 4 thanh ghi điều khiển (flip-flops Fi, kết hợp với Ri)
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bộ đệm FIFO
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3. Chuyển giao không đồng bộ-Bộ đệm FIFO (t)
4-bit
register
S
R
F
F'
1
1
4-bit
register
S
R
F
F'
2
2
4-bit
register
S
R
F
F'
3
3
4-bit
register
S
R
F
F'
4
4
Clock Clock Clock Clock
Data
output
Output
ready
Delete
Data
input
Insert
Input ready
Master clear
R1 R2 R3 R4
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Các thiết bị ngoại vi
2. Giao diện Vào/Ra
3. Chuyển giao dữ liệu không đồng bộ
4. Các chế độ chuyển giao
5. Bộ xử lý vào-ra
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• 3 chế độ chuyển giao dữ liệu giữa máy tính trung tâm
(CPU hoặc bộ nhớ) và các ngoại vi;
– I/O được điều khiển bằng chương trình
– I/O được điều khiển bằng ngắt
– Truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA)
– Bộ xử lý (kênh) I/O
4. Chế độ chuyển giao
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• I/O được điều khiển bằng chương trình
4.1 I/O được điều khiển bằng chương trình
Polling or Status Checking
• Continuous CPU involvement
• CPU slowed down to I/O speed
• Simple
• Least hardware
Read status register
Check flag bit
flag
Read data register
Transfer data to memory
Operation
complete?
Continue with
program
= 0
= 1
yes
no
CPU
Data bus
Address bus
I/O read
I/O write
Interface
Data register
Status
register F
I/O bus
Data valid
Data accepted
I/O
device
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bầu chọn (điều khiển I/O bằng chương trình) làm mất
thời gian quý giá của CPU
• Mở trao đổi thông tin chỉ khi một số dữ liệu đã được
chuyển -> Ngắt.
• Giao diện I/O thay cho CPU, giám sát thiết bị vào ra.
• Khi giao diện xác định rằng thiết bị I/O đã chuyển giao dữ
liệu, nó tạo ra một yêu cầu ngắt cho CPU
• Khi phát hiện 1 ngắt, CPU dừng tức thời nhiệm vụ mà nó
đang thực hiện, rẽ nhánh tới thủ tục dịch vụ ngắt để xử lý
chuyển giao dữ liệu, và sau đó chuyển trả về nhiệm vụ nó
đang thực hiện trước đó
4.2 I/O khởi tạo ngắt
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Ưu tiên ngắt
– Xác định ngắt nào được phục vụ trước khi có nhiều hơn 2 yêu
cầu đồng thời
– Cũng xác định ngắt nào được phép ngắt khi ngắt khác đang
được phục vụ
– Các ngắt ưu tiên cao hơn có thể thực hiện các yêu cầu ngắt khi
máy tính đang phục vụ ngắt ưu tiên thấp hơn
• Ngắt ưu tiên bằng phần mềm (bầu chọn)
– Sự ưu tiên được thiết lập theo thứ tự bầu chọn thiết bị (các
nguồn ngắt)
– Linh hoạt bởi vì được thiết lập bằng phần mềm
– Chi phí thấp vì nó cần phần cứng tối thiểu
– Rất chậm
4.2 I/O khởi tạo ngắt (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Ngắt ưu tiên bằng phần cứng
– Yêu cầu một bộ quản ngắt ưu tiên, bộ quản lý ngắt chấp nhận
tất cả các yêu cầu ngắt để xác định yêu cầu ưu tiên cao nhất
– Nhanh vì nhận dạng yêu cầu ngắt có độ ưu tiên cao nhất được
nhận dạng bằng phần cứng
– Nhanh vì mỗi nguồn ngắt có một vector ngắt để truy cập trực
tiếp tới thủ tục dịch vụ ngắt của nó
4.2 I/O khởi tạo ngắt (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chức năng ưu tiên ngắt theo chuỗi
• Đường yêu cầu ngắt
– Đường chung duy nhất
• Đường xác nhận ngắt
– Vòng hoa cúc: Một phương pháp nối vài ba thiết bị với nhau dọc
theo bus và quản lý các tín hiệu đối với từng thiết bị. Các thiết bị
dùng giao diện SCSI, như CD-ROM, ổ đĩa cứng, và máy quét
hình có thể được ghép chuỗi cánh hoa vào cùng một cổng SCSI.
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ưu tiên ngắt bằng phần
cứng
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Yêu cầu ngắt từ thiết bị bất kỳ (>=1)
-> CPU phản hồi bằng INTACK <- 1
-> Bầt kỳ thiết bị nào nhận được tín hiệu (INTACK) 1 tại PI
đưa VAD lên bus
• Trong số các thiết bị yêu cầu ngắt, chỉ 1 thiết bị gần CPU
nhất nhận được INACK=1 và nó chặn INTACK truyền
tới thiết bị tiếp theo
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ưu tiên ngắt bằng phần
cứng (t)
Device 1
PI PO
Device 2
PI PO
Device 3
PI PO
INT
INTACK
Interrupt request
Interrupt acknowledge
To next
device
CPU
VAD 1 VAD 2 VAD 3
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Một chặng của sắp xếp ưu tiên “daisy chain”
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ưu tiên ngắt bằng phần
cứng (t)
PI RF PO Enable
0 0 0 0
0 1 0 0
1 0 1 0
1 1 1 1
S
R
Q
Interrupt
request
from device
PI Priority in
RF
Delay
Vector address
VAD
POPriority out
Interrupt request to CPU
Enable
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• IEN: Đặt hoặc xoá bởi các lệnh ION hoặc IOF
• IST: Biểu diễn một ngắt không che đã xảy ra. INTACK
cho phép bộ đệm 3 trạng thái nạp VAD do logic ưu tiên
tạo ra
• Thanh ghi ngắt:
– Mỗi bit được kết hợp với một yêu cầu ngắt từ nguồn ngắt khác -
mức ưu tiên khác
– Mỗi bit có thể được xoá bởi một lệnh của chương trình
• Thanh ghi mặt nạ:
– Thanh ghi mặt nạ kết hợp với thanh ghi ngắt
– Mỗi bit có thể được đặt hoặc hoá bằng một lệnh
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ngắt ưu tiên song song
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ngắt ưu tiên song song (t)
Mask
register
INTACK
from CPU
Priority
encoder
I0
I1
I 2
I 3
0
1
2
3
y
x
ISTIEN0
1
2
3
0
0
0
0
0
0
Disk
Printer
Reader
Keyboard
Interrupt register
Enable
Interrupt
to CPU
VAD
to CPU
Bus
Buffer
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Xác định ngắt ưu tiên cao nhất khi nhiều ngắt cùng yêu
cầu
• Bảng chân lý mã hoá mức ưu tiên
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Ngắt ưu tiên song song (t)
1 d d d
0 1 d d
0 0 1 d
0 0 0 1
0 0 0 0
I0 I1 I2 I3
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 1
d d 0
x y IST
x = I0' I1'
y = I0' I1 + I0’ I2’
(IST) = I0 + I1 + I2 + I3
Inputs Outputs
Boolean functions
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Cuối mỗi chu kỳ lệnh
– CPU kiểm tra IEN và IST
– Nếu IEN và IST = 1, CPU -> Chu kỳ ngắt
• SP ¬ SP – 2 Giảm con trỏ ngăn xếp (đối với 8086)
• M[SP] ¬ PC Cất PC vào ngăn xếp
• INTACK ¬ 1 Cho phép xác nhận ngắt
• PC ¬ VAD Chuyển giao địa chỉ vector vào PC
• IEN ¬ 0 Cấm các ngắt khác
• Tới lấy lệnh Để thi hành lệnh đầu tiên trong thủ tục dịch
vụ ngắt
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Mã hoá ưu tiên ngắt
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Thủ tục dịch vụ ngắt
• Các hoạt động bắt bđầu và kết thúc: Mỗi một thủ tục dịch vụ ngắt
phải có một tập các hoạt động bắt đầu và kết thúc để điều khiển các
thanh ghi trong hệ thống ngắt phần cứng
[1] IEN <- 0
[2] Khôi phục các thanh ghi CPU
[3] Xoá bit trong thanh ghi ngắt
[4] Đặt các bit mặt nạ mức thấp hơn
[5] Khôi phục địa chỉ trở về, IEN <- 1
[1] Xoá các bit thanh ghi mặt nạ
mức thấp hơn
[2] IST <- 0
[3] Lưu nội dung của các thanh ghi
CPU
[4] IEN <- 1
[5] Tới thủ tục dịch vụ ngắt
Trình tự kết thúcTrình tự bắt đầu
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.2 I/O khởi tạo ngắt-Thủ tục dịch vụ ngắt (t)
address Memory
JMP PTR
JMP RDR
JMP KBD
JMP DISK0
1
2
3
I/O service programs
Program to service
magnetic disk
Program to service
line printer
Program to service
character reader
Program to service
keyboard
DISK
PTR
RDR
KBD
255
256
750
256
750
Stack
Main program
current instr.749
KBD
interrupt
2
VAD=00000011 3
4
Disk
interrupt
5
6
7
8
9 10
11
1
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Các khối dữ liệu lớn được chuyển giao với tốc độ cao
tới/từ các thiết bị tốc độ cao như trống từ, đĩa từ, băng
từ...
• Giao diện bộ điều khiển DMA: cung cấp chuyển giao dữ
liệuI/O trực tiếp tới/từ bộ nhớ và các thiết bị I/O
• CPU khởi tạo bộ điều khiển DMA bằng cách phát đi một
địa chỉ bộ nhớ và số lượng các từ được chuyển giao
• Chuyển giao dữ liệu được thực hiện thực sự trực tiếp giữa
thiết bị và bộ nhớ thông qua bộ điều khiển DMA
-> Trả tự do cho CPU thực hiện các nhiệm vụ khác
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp-DMA
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• CPU khởi tạo bộ điều khiển DMA bằng cách phát đi một
địa chỉ bộ nhớ và số lượng các từ được chuyển giao
• Các tín hiệu bus CPU cho chuyển giao DMA
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)
} High-impedence(disabled)when BG isenabled
Address bus
Data bus
Read
Write
ABUS
DBUS
RD
WR
Bus request
Bus granted
BR
BG
CPU
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Sơ đồ khối của bộ điều khiển DMA
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)
Address bus
Data bus
DMA select
Register select
Read
Write
Bus request
Bus grant
Interrupt
DS
RS
RD
WR
BR
BG
Interrupt
Data bus
buffers Address busbuffers
Address register
Word count register
Control register
DMA request
DMA acknowledge to I/O device
Control
logic
In
te
rn
al
B
us
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Khởi động một I/O
– CPU thi hành lệnh để
• Nạp thanh ghi địa chỉ bộ nhớ
• Nạp bộ đếm từ
• Nạp chức năng (đọc hoặc ghi) để được thực hiện
• Phát ra một lệnh GO
• Ngay khi nhận được một lệnh GO, DMA thực hiện các
hoạt động (slide tiếp theo) độc lập với CPU
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)-Hoạt động vào ra
của DMA
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Vào
– [1] Thiết bị vào <- R (Tín hiệu điều khiển đọc)
– [2] Bộ đệm (Bộ điều khiển DMA) <- Byte vào; và ghép byte này vào một
từ cho tới khi từ đầy
– [4] M <- địa chỉ bộ nhớ, W(tín hiệu điều khiển ghi)
– [5] Thanh ghi địa chỉ <- Thanh ghi địa chỉ+1; WC (bộ đếm từ <- WC - 1
– [6] Nếu WC = 0, thì thực hiện xác nhận ngắt, nếu không quay lại [1]
• Ra
– [1] M <- Địa chỉ bộ nhớ, Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ <- Thanh ghi địa chỉ bộ
nhớ + 1, WC <- WC - 1
– [2] Tách từ
– [3] Bộ đệm <- 1 byte; Thiết bị ra <- W, cho tất cả các byte được tách ra
– [4] Nếu WC = 0, thực hiện xác nhận ngắt, nếu không quay lại [1]
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)-Hoạt động vào ra
của DMA (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Khi DMA I/O xảy ra, CPU cũng đang thi hành các lệnh
– Bộ điều khiển DMA và CPU cùng truy cập bộ nhớ -> Xung đột truy cập
bộ nhớ
• Bộ điều khiển bus bộ nhớ
– Điều phối các hoạt động của tất cả các thiết bị yêu cầu truy cập bộ nhớ
– Hệ thống ưu tiên
• Các truy cập bộ nhớ của CPU và Bộ điều khiển DMA đan xen nhau,
với mức ưu tiên cao nhất dành cho bộ điều khiển DMA
-> Trộm chu kỳ
– CPU thường thường nhanh hơn rất nhiều I/O(DMA), vì vậy CPU sử dụng
hầu hết các chu kỳ bộ nhớ
– Bộ điều khiển DMA trộm các chu kỳ bộ nhớ của CPU
– Đối với các chu kỳ bị trộm, CPU giữ ở trạng thái rỗi
– Đối với CPU chậm, bộ điều khiển DMA có thể trộm hầu hết các chu kỳ bộ
nhớ, dẫn tới CPU giữ ở trạng thái rỗi trong thời gian dài
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)-Trộm chu kỳ
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.3 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (t)-Chuyển giao
DMA
BG
BR
CPU
RD WR Addr Data
Interrupt
Random-access
memory unit (RAM)
RD WR Addr Data
BR
BG
RD WR Addr Data
Interrupt
DS
RS DMA
Controller
I/O
Peripheral
device
DMA request
DMA ack.
Read control
Write control
Data bus
Address bus
Address
select
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bộ xử lý (Kênh) có khả năng truy cập bộ nhớ trực tiếp và
có khả năng trao đổi thông tin với thiết bị vào ra
• Kênh truy cập bộ nhớ bằng cách trộm chu kỳ
• Kênh có thể thi hành chương trình kênh
– Được lưu trữ trong bộ nhớ chính
– Bao gồm Từ ra lệnh kênh (CCW)
– Mỗi CCW xác định các tham số cần cho kênh để điều khiển các
thiết bị I/O và thực hiện các hoạt động chuyển giao dữ liệu
• CPU khởi tạo kênh bằng cách thi hành một lệnh lớp I/O
kênh và sau khi khởi động kênh hoạt động độc lập với CPU
4.4 Bộ xử lý (Kênh) vào ra
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bộ xử lý (Kênh) có khả năng truy cập bộ nhớ trực tiếp và
có khả năng trao đổi thông tin với thiết bị vào ra
• Kênh truy cập bộ nhớ bằng cách trộm chu kỳ
• Kênh có thể thi hành chương trình kênh
– Được lưu trữ trong bộ nhớ chính
– Bao gồm Từ ra lệnh kênh (CCW)
– Mỗi CCW xác định các tham số cần cho kênh để điều khiển các
thiết bị I/O và thực hiện các hoạt động chuyển giao dữ liệu
• CPU khởi tạo kênh bằng cách thi hành một lệnh lớp I/O
kênh và sau khi khởi động kênh hoạt động độc lập với CPU
4.4 Bộ xử lý (Kênh) vào ra (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.4 Bộ xử lý (Kênh) vào ra (t)
PD PD PD PD
Peripheral devices
I/O bus
Input-output
processor
(IOP)
Central
processing
unit (CPU)
Memory
unit
M
em
or
y
B
us
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
4.4 Bộ xử lý (Kênh) vào ra (t)-Trao đổi thông tin
giữa kênh IO và CPU
Phát lệnh để kiểm tra
đường dẫn kênh IOP
Nếu trạng thái OK, thì
phát lệnh khởi động
I/O tới IOP
CPU tiếp tục với
chương trình khác
Chuyển từ trạng thái
tới bộ nhớ
Yêu cầu các trạng
thái IOP
Chuyển giao từ trạng
thái tới vị trí bộ nhớ Kiểm tra từ trạng thái
để chuyển giao đúng
Tiếp tục
Hoạt động của CPU Hoạt động kênh IO
Hướng dẫn các chuyển giao I/O,
sử dụng DMA, chuẩn bị báo cáo
trạng thái
Hoàn thành chuyển
giao I/O ngắt CPU
Truy cập bộ nhớ cho
chương trình IOP
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Sự khác biệt giữa bộ xử lý I/O và bộ xử lý truyền dữ liệu
– Bộ xử lý I/O: trao đổi thông tin với ngoại vi qua một bus I/O chung (dữ
liệu, địa chỉ, điều khiển)
– Bộ điều khiển truyền số liệu: trao đổi thông tin với mỗi thiết bị đầu cuối
qua một cặp dây duy nhất
• Modem ( = Dữ liệu ghép với âm thanh thoại)
– Chuyển đổi tín hiệu số thành các tone tín hiệu thoại và truyền đi trên các
đường dây điện thoại
– Nhiều phương thức điều chêếkhác nhau được sử dụng (FM, AM, PCM)
• Chuyển giao khối
– Toàn bộ một khối ký tự được phát đi theo dạng truyền đồng bộ
– Máy phát phát thêm một ký tự (kiểm tra lỗi) sau khi toàn bộ khối đã phát
• Error Check
– LRC (Kiểm tra dư dọc) : XOR
– CRC (Mã vòng dư) : Đa thức
• 3 Transmission System
– Simplex : Chỉ một hướng
– Half-duplex : Cả hai hướng nhưng mỗi lúc chỉ có 1 hướng
– Full-duplex : Cả hai hướng đồng thời
5. Truyền thông nối tiếp
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Liên kết dữ liệu
– Các đường truyền thông, các modem và các thiết bị khác được sử
dụng trong truyền thông tin giữa hai hoặc nhiều trạm
• Giao thức liên kết dữ liệu
– 1) Giao thức định hướng ký tự
– 2) Giao thức định hướng bit
5. Truyền thông nối tiếp (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Liên kết dữ liệu
– Các đường truyền thông, các modem và các thiết bị khác được sử
dụng trong truyền thông tin giữa hai hoặc nhiều trạm
• Giao thức liên kết dữ liệu
– 1) Giao thức định hướng ký tự
– 2) Giao thức định hướng bit
5. Truyền thông nối tiếp (t)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Kết thúc bài 6
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- tailieu.pdf