ghi đều được gán địa chỉ xác định, gọi là địa chỉ cổng.
Các thanh ghi điều khiển (thanh ghi CONTROL) nhận và chứa các từ điều khiển xác lập chế độ làm việc của thiết bị. Các thanh ghi trạng thái (thanh ghi STATUS) chứa thoong tin phản ảnh trạng thái làm việc của thiết bị giao diện và thiết bị ngoại vi. Các thanh ghi dữ liệu (thanh ghi DATA) thực hiện chức năng bộ đệm tạm chứa dữ liệu vào/ra.
Khi CPU đưua một dữ liệu ra ngoài (khi CPU thực hiện lệnh OUT xuất một dữ liệu ra cổng có địa chỉ xác định) thực chất là CPU đưa dữ liệu ra thanh ghi duex liệu của
88
Bộ
nhớ CPU
Thiết bị giao diệnCONTROL CONTROL STATUS DATA Thiết bị ngoại vi Hệ thống BUS
thiết bị giao diện, thiết bị giao diện sẽ chuyển nó thành dạng thích hợp với thiết bị ngoại vi rồi mới đưa ra ngoài cho thiết bị ngoại vi. Khi thiết bị ngoại vi gửi một dữ liệu cho máy tính. Duex liệu này được đưa vào thanh ghi dữ liệu trong thiết bị giao diện. CPU nhập dữ liệu từ ngoài bằng cách đọc thanh ghi dữ liệu đệm này.
5.2. Các phương pháp vào/ra dữ liệu
Thiết bị giao diện chỉ giúp CPU kết nối một cách thích hợp về mặt vật lý với các thiết bị bên ngoài, nhưng chưa đảm bảo tính tin cậy của quá trình trao đổi thông tin. Điều này xuất phát từ một thực tế khách quan là nhịp làm việc và tốc độ làm việc của CPU khác xa với nhịp và tốc độ của các thiết bị ngoại vi với độ tin cậy cao cần phải áp dụng các phương pháp dao diện thích hợp, các phương pháp này được gọi là các phương pháp vào- ra dữ liệu.
Có 4 phương pháp vào – ra dữ liệu, nằm trong hai nhóm phương pháp khác nhau Các phương pháp vào/ ra dữ liệu
z
Vào/ ra do CPU chủ động Vào/ ra do các thiết bị vào/ ra chủ động
z
Vào/ ra theo
Phương pháp vào/ra theo định trình là phương pháp trong đó quá trình vào/ra được thực hiện theo một chu kỳ xác định trước, nhờ các lệnh vào/ra (lệnh IN hoặc OUT) và CPU không quan tâm đến trạng thái của thiết bị vào – ra (bao gồm thiết bị giao diện và thiết bị ngoại vi).
Phương pháp vào ra theo định trình thích hợp với những quá trình vào/ra có chu kỳ cố định và có thể xác định trước.
5.2.2. Phương pháp vào – ra có thăm dò
Trong mỗi thiết bị giao diện trường có ít nhất một thanh ghi trạng thái chứa thông tin phản ánh trạng thái làm việc của thiết bị này và của thiêt bị ngoại vi. Khi thực hiện phương pháp vào – ra có thăm dò, CPU (chương trình vào – ra dữ liệu) luôn thực hiện kiểm tra trạng thái sẵn sàng làm việc của thiết bị trước khi thực hiện thật sự việc vào – ra dữ liệu (Hình 19). Bộ nhớ CPU Thiết bị giao diện DATA Thiết bị ngoại vi Bộ nhớ CPU Thiết bị giao diện Thiết bị ngoại vi
Quá trình vào/ra dữ liệu theo phương pháp thăm dò như sau: Bắt đầu
Đọc thanh ghi trạng thái
Thiết bị vào – ra sẵn sàng?
Thực hiện vào/ ra dữ liệu
Tiếp tục? Kết thúc S Đ Đ S
Quá trình vào/ra dữ liệu với nhiều thiết bị theo phương pháp thăm dò:
Bắt đầu
Thực hiện vào/ ra dữ liệu Với thiết bị 1 Thiết bị 1 sẵn sàng? Đ Thiết bị 2 sẵn sàng? S
Thực hiện vào/ ra dữ liệu Với thiết bị 2 Đ
Thiết bị 3 sẵn sàng?
S
Thực hiện vào/ ra dữ liệu Với thiết bị 3 Đ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếp tục? Đ
Ưu điểm của phương pháp thăm dò: do CPU kiểm tra trạng thái sẵn sàng làm việc của thiết bị trước khi thực hiện vào/ra dữ liệu nên quá trình vào/ra dữ liệu kiểu này có độ tin cậy cao.
Nhược điểm: do CPU luôn phải kiểm soát lần lượt trạng thái làm việc của các thiết bị cho nên tốc độ vào/ra dữ liệu chậm. Hơn nữa, nếu CPU chỉ làm có một công việc là vào/ra dữ liệu (theo phương pháp thăm dò) thì hiệu quả không cao, ngược lại nếu CPU đồng thời phải thực hiện nhiều loại công việc hơn thì thời gian làm việc của CPU sẽ bị chia xẻ, đồng thời độ tin cậy của phương pháp vào/ra theo thăm dò cũng bị giảm đi rất nhiều.
5.2.3. Phương pháp vào – ra theo ngắt cứng
Ngắt cứng là sự kiện CPU bị tạm dừng tiến trình đang thực hiện để chuyển sang thục hiện quá trình phục vụ ngắt (quá trình vào/ra dữ liệu theo ngắt) (Hình 22).
Ngắt cũng là phương pháp vào – ra dữ liệu trong đó thiết bị vào – ra chủ động khởi động quá trình vào/ra dữ liệu nhờ hệ thống ngắt cứng.
Thông thường quá trình vào/ra theo ngắt cững được trợ giúp bởi thiết bị điều khiển ngắt PIC (Programmable Interrupt Controller). PIC có chức năng ghi nhận các yêu cầu ngắt
96
Bảo vệ
của CPU Thông tin Khôi phục thông tincủa CPU
Chương trình bị ngắt
Chương trình con phục vụ ngắt
IRQ và cung cấp cho CPU số ngắt đại diện cho địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt và tương ứng yêu cầu ngắt IRQ.
Quá trình vào/ra dữ liệu theo phương pháp ngắt cứng: - CPU đang thực hiện chương trình.