计算机组成原理4（程序查询方式、程序中断方式、DMA方式及其I/O接口电路）

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-12-27 11:29 163阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、程序查询方式
     *  二、程序中断方式
     *  三、DMA方式

## 一、程序查询方式 ##

**1、程序查询方式的接口电路**  
![01][]  
**2、符号说明**

*  &与非门
 *  B工作触发器
 *  D完成触发器

**3、程序查询工作过程（输入）**  
（1）当CPU通过I/O指令启动输入设备时，该指令的设备码将通过地址线传入设备选择电路；  
（2）若该设备码与地址线上的代码吻合，则输出SEL有效；  
（3）I/0指令的启动命令经过“与非门”，将B置1，D置0；  
（4）B触发器启动设备工作；  
（5）输入设备将数据送至缓冲寄存器DBR中；  
（6）设备工作结束，结束信号传入，将B置0，D置1；  
（7）CPU执行输入指令，将数据缓冲寄存器中的数据送到CPU通用寄存器中，再存入主存的相关单元。

## 二、程序中断方式 ##

**1、程序中断方式的接口电路**  
![02][]

**2、符号说明**

*  &与非门
 *  1取反
 *  B工作触发器
 *  D完成触发器
 *  MASK设备屏蔽器

**3、程序中断处理过程**  
（1）由CPU启动I/O设备命令，将B置1，D置0；  
（2）接口启动输入设备开始工作；  
（3）输入设备将数据送入数据缓冲寄存器；  
（4）输入设备向接口发出“结束”信号，将B置0，D置1，标志设备准备就绪；  
（5）当设备准备就绪时，且设备未被屏蔽（MASK=0），在指令执行结束时刻，CPU发出中断查询信号；  
（6）中断请求触发器（INTR）被置1，设备向CPU发出中断，同时，INTR送到排队器中，进行中断判优；  
（7）若CPU允许中断，则进入中断响应阶段，INTR将信号送至编码器形成向量地址；  
（8）向量地址送至PC，作为下一条指令的地址；  
（9）无条件转移指令结束后，进入中断服务阶段，最后将指令存入主存；  
（10）中断服务程序的最后一条指令是中断返回指令，即中断返回至原程序的断点处。

## 三、DMA方式 ##

**1、DMA方式的接口电路**  
![03][]

**2、符号说明**

*  DMA直接存储器存储方式
 *  AR主存地址寄存器
 *  WC字计数器
 *  BR数据缓冲寄存器
 *  DAR设备地址寄存器
 *  DACK一个DMA周期
 *  DREQ向DMA提出申请
 *  HRQ请求信号，申请总线控制权
 *  HLDA响应信号

**3、DMA的工作过程**

*  预处理：传送方向的确定；向DMA设备地址寄存器送入设备号；送入主存起始地址。
 *  数据传送  
    （1）设备发出选通信号，将字读取到DMA的BR中；  
    （2）设备向DMA接口发送请求（DRWQ）；  
    （3）DMA想CPU申请总线控制权；  
    （4）CPU发回HLDA信号，允许DMA控制；  
    （5）将主存地址送入地址总线，并命令存储器写；  
    （6）通知设备已被授予一个DMA周期，并为交换下一个字做准备；  
    （7）将DMA数据缓冲寄存器的内容送到数据总线；  
    （8）主存将数据总线的信息写到指定存储单元中；  
    （9）修改主存地址和字计数器；  
    （10）判断数据块是否传送结束。
 *  后处理过程：包括效验送入主存的数据是否正确，决定是否继续用DMA传送其他数据块；若出错，则诊断和处理错误。

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