计算机组成原理主要问题汇总(四)

一、程序查询方式的工作流程及查询接口电路的工作原理

1、CPU通过I/O指令启动输入设备,指令设备码通过地址线,送至设备选择电路,设备选择电路确定参加传输的I/O设备。
2、启动命令与SEL信号有效时,B置为1,D置为0,这时启动设备
3、设备输入的数据保存到数据缓冲寄存器(DBR)
4、设备发出结束信号,B置为0,D置为1,这时说明数据已经准备好了,可以传输数据了。
5、CPU查询到D为1时,说明数据已经被放入DBR中,CUP根据数据线,把这个数据送至CPU通用的寄存器,再存入主存当中。

二、中断的基本概念

中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

三、中断排队

中断排队是中断的当前程序的执行。同一优先级中的中断申请不止一个时,则有中断优先权排队问题,出现需要时,CPU暂时停止当前程序的执行,转而执行处理新情况的程序和执行过程。

四、中断向量地址的形成方法

(1)由编码电路实现,直接产生。

(2)由硬件产生一个“位移量”,再加上CPU某寄存器里存放的基地址

(3)向量地址转移法:由优先级编码电路产生对应的固定地址码,其地址中存放的是转移指令,通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。

五、中断接口电路的工作原理和数据传输过程

程序中断方式(CPU实现了和外设部分的并行工作,既外设在准备数据时,CPU可以依旧工作。将I/O工作分为两个阶段,自身准备(CPU不查询)和与主机交换信息(CPU暂停现行程序,为I/O设备服务),故实现CPU在设备准备阶段,依然正常执行主程序,不会出现长时间等待。但在数据的传输过程中,主程序依旧需要暂停,CPU为设备服务。依旧是CPU位于内存和外设之间,故所有的数据传输都需要经过CPU

扫描二维码关注公众号,回复: 15096093 查看本文章

六、中断屏蔽技术

1,中断屏蔽的意思是,在中断1的服务程序执行过程中,不允许被其他中断打扰;

2,按理,对于不同中断源,它有中断响应优先级,但这个是硬件决定的,无法修改;而如果要修改各个中断的优先级(即是否可以被打扰),可以通过中断屏蔽寄存器(人工设置该寄存器的值)来实现;这是提出中断屏蔽技术的原因所在;

3,中断屏蔽的具体原理是: 每个中断源都有一个中断屏蔽字(如16个bit); 当该中断被响应或执行该中断的服务请求时,对应中断源的屏蔽字设置到中断屏蔽寄存器;在中断响应时,cpu会根据屏蔽寄存器的值来判断是否响应该中断;

七、DMA控制数据传输特点

DMA 是所有现代电脑的重要特色,他允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依于 CPU 的大量 中断 负载。否则,CPU 需要从 来源 把每一片段的资料复制到暂存器,然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中,CPU 对于其他的工作来说就无法使用。

DMA 传输将一个内存区从一个装置复制到另外一个, CPU 初始化这个传输动作,传输动作本身是由 DMA控制器来实行和完成。

典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延,反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_63010259/article/details/130682255