- I/O接口
概念:也称为I/O控制器,是主机和外设之间的交接界面,通过接口实现主机和外设之间的信息交换
功能
实现主机和外设的通讯联络控制
接口中的同步控制器实现主机和外设的时间配合,保证主机与不同工作速度外设交换信息的最佳时刻
进行地址译码和设备选择
接口负责对CPU送来地址码进行翻译,生成设备信息,以便进行设备选择
实现数据缓冲
接口中的数据缓冲器用于数据暂存,以免数据丢失
数据格式的变换
接口具备数据转换功能,以便满足主机或者外设要求,比如并串转换、数模转换
传递控制命令和状态信息
当CPU要求启动某一外设时,通过接口中的命令寄存器启动外设,并向CPU反馈外设状态
当外设请求CPU时,通过接口向CPU发出中断请求和DMA请求
接口的分类
按数据交换方式
串行接口
概念:一次只能传输1个位
分类
异步通信方式
实现原理
发送端发送数据的时间是任意,接收端要随时做好接收准备
在发送数据的首位各加入一个标识符,以区分数据的开始和结束
优点:通信设备简单和便宜
缺点:传输效率低
同步通信方式
实现原理
发送和接收双方建立相同频率的时钟信号
首次需要在数据的最前面加上特定的同步字符使双方同步
后续在时钟控制下逐步发送和接收
并行接口
概念:一次可以传送多个位
按I/O信号分类
数字接口
模拟接口
按通用性分类
通用接口
专用接口
按功能选择灵活性
可编程接口
不可编程接口
常见接口
IDE:最常用的磁盘接口
普通IDE
最高速度不超过1.5M
数据传输宽度为8位
最多可连接4个IDE设备
每个IDE磁盘容量不超过528M
增强型IDE(EIDE)
最高速度可达150M
数据传输宽度为32位
高级技术附件(ATA:Advanced Technology Attachment)
在平台IDE和EIDE前提下发展成为的全球硬盘标准化协议
最新版本:ATA-7
最高速度可达1064M
串行高级技术附件(SATA:Serial Advanced Technology Attachment)
在ATA基础上发展的,连接处是SATA设备
最高速度可到4800M
优势
热拔插
传输速度快
执行效率高
外部串行高级技术附件(EATA:external Advanced Technology Attachment)
在SATA基础上发展的,连接处加装了金属弹片来保证物理连接的稳固性
仅仅是SATA接口的一种扩展
SCSI
是大容存储设备、音频设备、CD-ROM驱动器的接口标准
是总线形式构成,可以连接多个外设
外设以菊花链的接入并被分配唯一ID
最后的ID分配给SCSI控制器
多个外设间独立工作,也可以相互交互数据
数据以分组形式传输
最大传输速度可达5G
个人计算机内存卡国际联合会(PCMCIA:Personal Computer Memory Card International Association)
用于笔记本电脑的接口标准,体积小,扩展性好,分类
存储器接口
传真接口
调制解调器功能扩展接口
特点
电源管理服务
可降低功耗
支持多功能卡、扩充卡的信息结构
兼容性好
规定了直接内存访问规范
增加32位的总线接口
IEEE-1394
是有IEEE在1995年提出来的
目前最大支持速度可到3200M
支持最多1023条线,一个线支持63个节点,一个节点支持16台设备
特点:
与SCSI相比,一个挑上可支持不同速率的设备
支持热拔插
数据传输率高
价格低
容易实现
除了计算机,还可以用于数码相机、摄像机
USB
是一种串行接口
以菊花链最多可接入127个外设
支持热拔插
USB 3.0速度将达到4.8G
端口
概念:指的是接口电路中可以被CPU直接访问的寄存器,CPU通过端口向设备写入数据或者读取数据
接口端口组成
数据端口
命令端口
状态端口
端口读写性
可读可写
只能写
只能读
编制方式
独立编址
原理:又称为I/O映射,主存地址和端口地址相互独立,分别编址
使用场景:指令系统设置专门的I/O指令,指令地址直接指示到端口地址
统一编址
原理:又称为寄存器映射,主存地址和端口地址统一编址,不设置I/O指令,通过一般的数据传送指令来进行端口访问