Лекция 2. Структура подсистемы обмена с ву
Варианты обмена с ВУ:
С ожиданием готовности: прерывание не используется (IRQвыключен); чтобы определить, что устройство готово, используется опрос регистра состояния;
С прерываниями: программа обмена запускается по сигналу IRQ(перед началом обмена выдаются управляющие команды на ВУ, оно подготавливается, затем выдается сигнал прерывания и запускается программа обмена, текущая программа приостанавливается и выполняется цикл обмена, затем управление возвращается в приостановленную программу) – событийное управление;
Обмен в режиме прямого доступа к памяти (Direct Memory Access - DMA): в устройство записывается адрес и количество байт, передаваемых ВУ, когда ВУ готово, происходит запрос DMAиCPUпредоставляетDMA, затем ВУ или контроллерDMAсамостоятельно выполняют обмен. При использовании DMA процессор не участвует в операциях ввода/вывода, контроллер прямого доступа сам формирует все сигналы, необходимые для обмена данными с устройством. Скорость такого непосредственного обмена значительно выше, чем при традиционном вводе/выводе с использованием центрального процессора и команд INP, OUT.
Размещение:
Контроллер совмещен с адаптером, тогда (Интерфейс 2) будет внешним (обычно машинно-независимым).
Контроллер совмещен с механизмом (ВУ), тогда (Интерфейс 1) будет внешним, используется, когда нужно, чтобы контроллер учитывал особенности конкретного ВУ.
Лекция 3. Регистры ву
3.1. Виды регистров внешних устройств
Регистры данных (РД) – и для чтения и записи (R/W).
Регистры управления (РУ) – служат для записи режимов (R/W).
Регистры команд (РК) – служат для передачи команд, которые немедленно выполняются. Исполняемые команды (WO) – только для записи.
Регистры состояния (РС) (RO).
Регистры уточненного состояния (РУС) (RO).
Регистры ошибок (РОШ) (RO).
Регистры команд и состояний (РКС) (R/W).
Регистры адреса на устройстве (РАУ) (R/W).
Регистр текущего адреса (РТА) (R/W). Для обмена в режиме ПДП. Автоинкрементный –с автоувеличением после передачи очередного байта (слова.
Регистр счета слов (РСС) (R/W) Для обмена в режиме ПДП. Автодекрементный, т.е. с автоуменьшением после передачи очередного байта (слова).
Для уменьшения числа регистров одни и те же регистры в разных режимах могут выполнять разные функции – многорежимные регистры.
3.2. Виды адресации регистров ву
Одноступенчатая адресация - каждый регистр имеет свой уникальный адрес.
Двухступенчатая адресация:
шаг 1: Запись номера внутреннего регистра (выбор регистра).
шаг 2: Чтение или запись выбранного регистра.
Адресация с кольцевым перебором: – автоматическое переключение внутреннего регистра (должна быть четкая последовательность записи и чтения).
Адресация с отображением регистров в оперативную память – внешнее устройство с помощью блока прямого доступа к памяти считывает или записывает информацию, обращаясь к выделенной для него области ОЗУ (каждому байту соответствует определенный регистр), что дает дополнительный выигрыш из-за ускорения обмена (не используются циклы шины для выборки команд, модификации и проверки адресов и счетчиков, организации циклов).
Для синхронизации обмена используется однобитовый «Флажок доступа», который показывает, кому в настоящее время предоставлена возможность, работать с памятью (программе или ВУ).