学习目标§7.1总线与接口§7.1.1主机与外部设备的连接方式§7.1.2系统总线的功能与分类§7.1.3接口的功能与分类§7.2I/O指令与直接程序控制方式§7.2.1I/O指令§7.2.2直接程序控制§7.3程序中断方式§7.3.1中断基本概念§7.3.2中断接口模型§7.3.3中断过程§7.4DMA方式§7.4.1DMA基本概念§7.4.2DMA初始化及DMA传送过程§7.5系统总线§7.5.1总线标准及信号组成§7.5.2总线的操作时序§7.5.3典型总线举例§7.1总线与接口1、带有IOP的总线连接方式2、多总线连接方式§7.1.2系统总线的功能与分类2、总线的分类：（1）按总线在系统中的作用划分CPU内部总线——也称CPU内总线，用来连接CPU内的各个寄存器与算术逻辑运算部件。部件内总线——也称片级总线，用来连接插件板上的各个芯片，常称为局部总线。系统总线——也称板级总线，用来连接计算机系统内各个大功能部件。包括三总线：地址线、控制线、数据线。外总线——也称通讯总线，用来连接多个计算机系统，或连接计算机系统与甚设备。（2）按数据传送格式划分并行总线——有多根数据线，可同时传送多个数据位，因而传送速度快。计算机系统内部的总路线多采用并行总线。串行总线——有一根数据线，串行逐位地传送数据，传送速度慢，但节省传送线。外总线多采用串行总线，以降低通讯线路的成本，实现远距离传输。（3）按时序控制方式划分（3）按时序控制方式划分（3）按时序控制方式划分§7.1.3接口的功能与分类3、I/O接口的分类：（1）按数据传送格式划分并行接口——是指接口与系统总线之间、接口与外设之间均按并行方式传送数据。串行接口——是指接口与外设之间采取串行方式传送数据，接口与系统总线之间仍按并行方式进行传送。（2）按传送控制方式划分（P306）直接程序传送接口——指接口与CPU之间的信息传送采用直接程序控制方式。即CPU在其程序中访问接口，查询设备的状态，以决定等待还是执行数据传送操作，中断接口——是指接口与CPU之间的采用中断方式进行联络，即接口向CPU申请中断，CPU响应后执行中断服务程序，与接口进行信息交换。DMA接口——是指接口与主存之间采用DMA方式进行数据交换。传送控制功能主要由DMA控制器承担。§7.2I/O指令与直接程序控制方式§7.2.1I/O指令1、输入指令格式：IN寄存器号，输入端口号功能：将端口地址送入接口进行译码，取出被选中的接口寄存器的内容，输入CPU的寄存器中。端口地址采用两种方法获得：（1）直接I/O端口寻址（2）间接I/O端口寻址2、输出指令格式：OUT输入端口号，寄存器号功能：将直接或间接获得的端口地址送入进行曲译码，并将CPU寄存器的内容输出到被选中的接口寄存器中。（1）直接I/O端口寻址（2）间接I/O端口寻址§7.2.2直接程序控制方式§7.3程序中断方式§7.3.1中断基本概念§7.3.1中断基本概念1、中断方式：定义：中断方式是指CPU在执行程序的过程中，若因出现某种随机事件而收到中断请求，遇暂时停止现行程序的执行，转去执行下一段中断服务程序，以处理该事件，并在处理完毕后自动恢复原程序的执行。特点：程序切换（程序转移）和随机性。2、中断方式应用范围：（1）处理中、低速I/O操作，实现主机与外设的并行工作（2）处理故障（3）进行实时处理（4）使用软中断（5）实现人机对话（6）实现多机通信3、怎样组织中断方式？采用模块化的思想，将现行程序（主程序）与中断处理程序（中断子程序）分开组织。主程序主要完成初始化中断接口、开中断、启动I/O等工作，以便在主程序的执行过程中能响应随机提出的中断请求。中断处理程序则需针对系统中各中断源的情况事先编写，并存放在主存储器中。获取中断服务程序的入口地址主要通过非向量中断和向量中断两种方式实现。（1）非向量中断方式：将各个中断服务程序的入口地址编写在一个查询程序中。当CPU响应中断时，按固定地址转入查询程序执行，查找并确定中断源，再由查询程序切换到相应的中断服务程序。（2）向量中断方式：将各中断服务程序的入口地址（中断向量）组织在中断向量表中。当CPU响应中断时，由硬件直接产生对应于中断源的向量地址，按该地址访问向量表，取得服务程序的入口，转入相应的中断服务程序。参见P315页图7-7中断接口组成模型。1、寄存器选择逻辑：作用是对接口中的寄存器寻址。选择逻辑对系统总线送来的地址译码形成一组选择信号，选中某个寄存器供CPU访问。2、命令字寄存器：作用是传送CPU命令。3、状态字寄存器：作用是反映设备和接口的运行状态。4、数据缓冲寄存器：暂时存放主机与外设需