第7章I/O接口和总线本章介绍以下内容：第七章zI/O接口•输入输出接口基本知识《输入输出接口和总线》•I/O端口及其编址方法•CPU和I/O之间数据传送方式•PC机的I/O地址分配轨道交通与电力牵引技术研究所z总线唐建湘•总线的基本知识•PC、ISA、EISA、STD、PCI等典型总线介绍Tel:2656809tang2656809@126.com2009-8-30中南大学信息院电气工程系12009-8-30中南大学信息院电气工程系27.1输入输出的接口技术7.1输入输出的接口技术外设必须通过接口电路与CPU相连接IBM-PC的接口电路:按通用性分为两类：通用接口和专用接口通用接口：可供多种外部设备使用的标准接数据线外部设备口，目的是使微机正常工作控制线通用接口通常制造成集成电路芯片，称为接口芯接口电路片。状态线最初的IBM-PC使用了6块接口芯片：8284、数据总线控制总线地址总线8288、8255、8259、8237、8253后来的微机将这些芯片集成为大规模集成电路芯片，称为芯片组。如82430TX芯片组，由两片芯片组成：北桥：82439TX南桥：82371AB2009-8-30中南大学信息院电气工程系32009-8-30中南大学信息院电气工程系47.1输入输出的接口技术7.1输入输出的接口技术IBM-PC的接口电路:微型计算机由总线把CPU、存储器、I/O接口连接起来而组成。计算机系统可以划分为CPU子系统、存储器子系统和I/O子系统。而I/O接口是I/O设备和CPU连接的桥梁，是I/O子系统的重要组成部分，通过它才能使性能各异、速度不同、功能不一的外设与CPU协调地进行数据传输。2009-8-30中南大学信息院电气工程系52009-8-30中南大学信息院电气工程系61什么是接口？接口的一般概念外设必须通过接口才能和CPU连接接口也叫I/O模块，处于总线和外设之间，是CPU与外界进行信息广义的接口交换的中转站。•界面:软件界面/硬件界面接口是计算机与外部设备之间的•协议:调用和返回的参数规则约定共用边界。本章主要讨论CPU和I/O设备之间的接口逻辑以及有关软件，即I/O接口。2009-8-30中南大学信息院电气工程系72009-8-30中南大学信息院电气工程系8接口的功能和作用接口的分类-1寻址功能按数据传输的基本方式分：缓冲/暂存/驱动功能•并行通信接口数据格式转换功能•串行通信接口电平转换功能按I/O的数据传输方式分：完成数模/模数转换•程序直接传输接口完成不同数据传输方式•程序查询传输接口•中断程序传输接口•DMA传输接口2009-8-30中南大学信息院电气工程系92009-8-30中南大学信息院电气工程系10接口的分类-2接口的分类-3™按接口的总线标准来分：™其他分类：¾ISA总线接口¾还可以按照时序控制方式、¾EISA总线接口应用对象或者几种分类方法¾PCI总线接口相结合来划分。¾STD总线接口有的接口仅有硬件逻辑，而有的¾AGP接口接口还包括与之相关的软件，如¾USB接口驱动程序、初始化程序等。这些¾IEEE1394接口驱动程序有的放在接口的ROM中，有的则在系统主板上的ROM中。2009-8-30中南大学信息院电气工程系112009-8-30中南大学信息院电气工程系1227.1.2简单的输入输出接口芯片7.1.3I/O端口及其编址方法zCPU要通过接口与外设进行信息z缓冲\驱动器交换，在接口中就必须有可供z锁存器CPU直接访问的、可以实现信息z三态门缓冲的寄存器或硬件逻辑(如三态门)。这就是所谓的I/O端口。2009-8-30中南大学信息院电气工程系132009-8-30中南大学信息院电气工程系147.1.3I/O端口及其编址方法端口地址是一种重要资源CPU和外设之间传输的信息按性质不同可分为三种：数据信息、状态信息、控制信息。z对应的I/O端口也分为三种™用于传输数据信息的端口—数据端口™用于传输状态信息的端口—状态端口™用于传输控制信息的端口—控制端口2009-8-30中南大学信息院电气工程系152009-8-30中南大学信息院电气工程系16I/O端口的编址方法7.1.4CPU和I/O之间数据传送方式zCPU在进行输入输出时必须对端口z各种外设的工作速度相差大。进行区分，也即弄清楚对那个端有些相当高，如磁盘机的传送口进行操作。为此必须向对待存速度达10～66Mb/s，而有些外储器那样给每一个端口分配一个设却由于机械和其他因素所致地址。对它们分配地址的方式