Slide kiến trúc máy tính chương 8 hệ thống vào ra

.c om cu u du o ng th an co ng HỆ THỐNG VÀO RA (INPUT & OUTPUT) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om HỆ THỐNG VÀO RA  Chức năng: trao đổi thơng tin máy tính với an  Vào liệu (Input) co ng giới bên  Thao tác bản: th  Ra liệu (Output) ng  Các thành phần chính: du o  Các thiết bị ngoại vi cu u  Các module I/O CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ĐẶC ĐIỂM CỦA VÀO RA  Tồn đa dạng thiết bị ngoại vi khác co  Nguyên tắc hoạt động ng về: an  Tốc độ th  Khuôn dạng liệu cu u du o ng  Tất TBNV chậm CPU RAM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC THIẾT BỊ VÀO RA co bên máy tính  Phân loại: ng  Chức năng: chuyển đổi liệu bên an  TBNV giao tiếp ngƣời-máy th  TBNV giao tiếp máy-máy cu u du o ng  TBNV truyền thông CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CẤU TRÖC CHUNG CỦA TBNV  Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển đổi liệu bên cu u du o ng th an co ng bên TBNV  Bộ đệm liệu: đệm liệu truyền môđun vào-ra TBNV  Khối logic điều khiển: điều khiển hoạt động TBNV đáp ứng theo yêu cầu từ môđun vào-ra CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om MODULE VÀO/RA  co an th cu u  ng  du o  thời Trao đổi thông tin với CPU Trao đổi thông tin với TBNV Đệm bên máy tính với TBNV Phát lỗi TBNV ng  Điều khiển định CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CẤU TRÖC CHUNG CỦA MODULE VÀO RA  Thanh ghi đệm liệu: đệm liệu trình trao đổi  Các cổng vào-ra (I/O Port): kết nối với TBNV, cổng có cu u du o ng th an co ng địa xác định  Thanh ghi trạng thái/điều khiển: lƣu giữ thông tin trạng thái/điều khiển cho cổng vào-ra  Khối logic điều khiển: điều khiển môđun vào-ra CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỊA CHỈ HÓA CỔNG VÀO/RA  Một số xử lý quản lý cu u du o ng th an co ng không gian địa nhất, gọi không gian địa nhớ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỊA CHỈ HÓA CỔNG VÀO/RA  Một số xử lý quản lý không gian địa tách biệt: co ng  Không gian địa nhớ cu u du o ng th an  Không gian địa vào CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỊA CHỈ HÓA CỔNG VÀO/RA  Vào/ra theo đồ nhớ (Memory mapped IO) cu u du o ng th an co ng  Vào/ra riêng biệt (IO mapped IO) 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ĐẶC ĐIỂM CỦA VÀO/RA ĐIỀU KHIỂN BẰNG NGẮT  Có kết hợp phần cứng phần mềm ng  Phần cứng: gây ngắt CPU co  Phần mềm: trao đổi liệu an  CPU trực tiếp điều khiển vào/ra th  CPU đợi môđun vào/ra  hiệu cu u du o ng sử dụng CPU tốt 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om DIRECT MEMORY ACCESS (DMA)  Vào-ra chƣơng trình ngắt CPU trực tiếp điều khiển: co ng  Chiếm thời gian CPU an  Tốc độ bị hạn chế phải chuyển qua CPU th  Để khắc phục dùng DMA ng  Thêm môđun phần cứng bus -> DMAC cu u du o (DMA Controller)  DMAC điều khiển vào-ra không thông qua CPU 26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC THÀNH PHẦN CỦA DMAC co an th cu u du o ng chứa liệu trao đổi  Thanh ghi địa chỉ: chứa địa ngăn nhớ liệu  Bộ đếm liệu: chứa số từ liệu cần trao đổi  Logic điều khiển: điều khiể hoạt động DMAC ng  Thanh ghi liệu: 27 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt HOẠT ĐỘNG DMA c om  CPU “nói” cho DMA: co ng  Vào hay liệu  Địa thiết bị vào/ra  Địa đầu mảng nhớ chứa liệu  nạp vào ng  CPU làm việc khác th an ghi địa  Số từ liệu cần truyền  nạp vào đếm liệu du o  DMAC điều khiển trao đổi liệu  Sau truyền đƣợc word thì: cu u  nội dung ghi địa tăng  nội dung đếm liệu giảm  Khi đếm liệu = 0, DMAC gửi tín hiệu ngắt CPU để báo kết thúc DMA 28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC KIỂU THỰC HIỆN DMA  DMA truyền theo khối ng  DMAC sử dụng bus để truyền xong khối liệu co  DMA chiếm chu kỳ an  DMAC cƣỡng CPU treo tạm thời chu kỳ ng th bus  DMAC chiếm bus thực truyền word du o  DMA suốt u  DMAC nhận biết chu kỳ CPU không sử cu dụng bus chiếm bus để trao đổi word 29 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CẤU HÌNH DMA  Mỗi lần truyền, DMA sử dụng bus lần ng  Giữa môđun vào-ra với DMAC cu u du o ng th an co  Giữa DMAC với nhớ 30 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CẤU HÌNH DMA  DMAC điều khiển vài môđun vào-ra ng  Mỗi lần truyền, DMAC sử dụng bus lần: cu u du o ng th an co  Giữa DMAC với nhớ 31 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CẤU HÌNH DMA  Bus vào-ra tách rời, hỗ trợ tất thiết bị cho co ng phép DMA  Mỗi lần truyền, DMAC sử dụng bus lần: cu u du o ng th an  Giữa DMAC với nhớ 32 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ĐẶC ĐIỂM CỦA DMA  CPU không tham gia trình trao đổi cu u du o ng th an co ng liệu  DMAC điều khiển trao đổi liệu nhớ với mơđun vào-ra (hồn tồn phần cứng)  tốc độ nhanh  Phù hợp với yêu cầu trao đổi mảng liệu có kích thƣớc lớn 33 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om BỘ XỬ LÝ VÀO/RA  Việc điều khiển vào-ra đƣợc thực cu u du o ng th an co ng xử lý vào-ra chuyên dụng  Bộ xử lý vào-ra hoạt động theo chƣơng trình riêng  Chƣơng trình xử lý vào-ra nằm nhớ nằm nhớ riêng  Hoạt động theo kiến trúc đa xử lý 34 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om NỐI GHÉP THIẾT BỊ NGOẠI VI  Nối ghép song song cu u du o ng th an co ng  Nối ghép nối tiếp 35 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt  Truyền nhiều bit song song ng  Tốc độ nhanh c om GHÉP NỐI SONG SONG cu u du o ng th an co  Cần nhiều đƣờng truyền liệu 36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om GHÉP NỐI NỐI TIẾP  Truyền lần lƣợt bit ng  Cần có chuyển đổi từ liệu song song sang cu u du o ng th an co nối tiếp hoặc/và ngƣợc lại  Tốc độ chậm  Cần đƣờng truyền liệu 37 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC CẤU HÌNH GHÉP NỐI  Điểm tới điểm (Point to Point) cu u du o ng th an co ng  Điểm tới đa điểm (Point to Multi-point) 38 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC CỔNG VÀO/RA THÔNG DỤNG TRÊN PC  Các cổng PS/2: nối ghép bàn phím chuột co  Cổng LPT (Line Printer) ng  Cổng nối ghép hình (RS232) an  Cổng COM (Communication) cu u du o ng th  Cổng USB (Universal Serial Bus) 39 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... https://fb.com/tailieudientucntt .c om VÀO RA RIÊNG BIỆT  Cổng vào/ ra đƣợc đánh địa theo không gian cu u du o ng th an co ng địa vào/ ra riêng biệt  CPU trao đổi liệu với cổng vào- ra thông qua lệnh vào/ ra chuyên dụng... thực hệ thống có khơng gian địa vào/ ra riêng biệt 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀO RA  Vào/ ra chƣơng trình (Programmed IO) ng  Vào/ ra. .. om BỘ XỬ LÝ VÀO /RA  Việc điều khiển vào- ra đƣợc thực cu u du o ng th an co ng xử lý vào- ra chuyên dụng  Bộ xử lý vào- ra hoạt động theo chƣơng trình riêng  Chƣơng trình xử lý vào- ra nằm nhớ