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【计算机组成原理·笔记】I/O接口

news 2025/9/11 6:22:49

I/O接口

  • 概述
  • I/O接口的功能和组成
    • I/O接口的组成
    • I/O接口的功能
  • I/O接口类型
    • 按数据传送方式
    • 按功能灵活性
    • 按通用性
    • 按数据传输的控制方式

概述

I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的硬件电路以及相应的软件控制，主机通过I/O接口和I/O设备相连接。

I/O接口的功能和组成

I/O接口的组成

总线连接方式的I/O接口组成：

  • 数据线

I/O设备与主机之间数据代码的传输线，根数一般等于存储字长位数

  • 设备选择线

传送设备码的线路，根数取决于I/O指令中设备码的位数。（类比地址线）

  • 命令线

传输CPU向设备发出的各种命令信号，是单向总线，根数与命令信号的多少有关。（类比控制线）

  • 状态线

向主机报告I/O设备的状态，是单向总线

I/O接口的功能

  • 选址功能

通过设备码来确定选择的设备，当设备选择线上的设备码与I/O设备的设备码一致时，发出设备选中信号SEL

  • 传送命令

I/O设备需要具备响应命令的能力，因此I/O接口中有命令寄存器和命令译码器

  • 传输数据

数据通路应当具备缓冲能力，将数据暂存在接口内，因此接口中常设有数据缓冲寄存器

  • 反映I/O设备工作状态

为了能反映设备状态，接口内置一些触发器，如：中断请求触发器INTR，屏蔽触发器MASK等

I/O接口类型

按数据传送方式

  • 串行接口
  • 并行接口

按功能灵活性

  • 可编程接口：接口功能可以通过程序来改变或选择
  • 不可编程接口：接口功能只能通过不同的硬连线逻辑来实现

按通用性

  • 通用接口
  • 专用接口：专门为某类外设或某种用途设计的

按数据传输的控制方式

  • 程序型接口：用于连接速度较慢的I/O设备，如显示中断、键盘、打印机等
  • DMA接口：用于连接高速I/O设备，如：磁盘、磁带等

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