1 / 26

Układy wejścia/wyjścia

Układy wejścia/wyjścia. Magistrala. Procesor. Pamięć. Układy I/O. Układy wejścia/wyjścia - układy elektroniczne pośredniczące w wymianie informacji między systemem komputerowym a urządzeniami peryferyjnymi.

Download Presentation

Układy wejścia/wyjścia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Układy wejścia/wyjścia

  2. Magistrala Procesor Pamięć Układy I/O

  3. Układy wejścia/wyjścia - układy elektroniczne pośredniczące w wymianie informacji między systemem komputerowym a urządzeniami peryferyjnymi Driver - Program umożliwiający wykorzystanie urządzenia we/wy • Interfejs - Połączenie układu we/wy z urządzeniem zewnętrznym • Zadaniem interfejsu jest przekazywanie danych • obejmuje: • fizyczne przewody i złącza • specyfikacja styków i sygnałów • poziomy sygnałów • zależności czasowe sygnałów

  4. ISO - International Organization for Standarization (od gr. isos - równy) Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna http://www.iso.org/ Organizacje normalizujące sprzęt komputerowy Organizacje międzynarodowe Organizacje krajowe Zrzeszenia producentów Producenci ISO jest pozarządową organizacją non-profit. Jej członkami mogą być wyłącznie agencje rządowe zajmujące się standaryzacją lub podobne do samego ISO pozarządowe organizacje standaryzacyjne, po jednej z każdego kraju. ISO nie posiada żadnej "mocy prawnej" do egzekwowania swoich norm.

  5. ITU - International Telecommunications Union Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna http://www.itu.int/ PN - Polskie Normy http://www.pkn.pl/ IEC - International Electrotechnical Commision Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna przygotowuje i publikuje standardy związane z elektrotechniką i elektroniką http://www.iec.ch/ IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników http://www.ieee.org/ ANSI - American National Standards Intitute - instytucja ustalająca normy http://www.ansi.org/ VESA - Video Electronics Standards Association http://www.vesa.org/

  6. konkretnym urządzeniem wieloma urządzeniami 10111100 Urządzenie A 11110101 10111100 11110101 CPU Urządzenie B 10111100 10111100 Urządzenie C 11110101 Dlaczego stosowane są układy we/wy ? • różnice w szybkości działania • różnice w parametrach elektrycznych • różnice w formacie danych Układy we/wy mogą być przeznaczone do współpracy z :

  7. Urządzenie Urządzenie sterowanie CPU CPU pamięć Urządzenie pamięć I/O sterowanie magistrala adresowa W zależności od sposobu komunikowania się z systemem układy we/wy dzielimy na : • układy współadresowalne z pamięcią operacyjną magistrala adresowa • układy izolowane

  8. Bezwarunkową operacją we/wyj nazywamy taką operację, przy realizacji której procesor nie sprawdza gotowości układu we/wyj do tej wymiany. Zakłada się ciągłą gotowość urządzenia Operacje wejścia/wyjścia Operacjami we-wyj nazywamy całokształt działań potrzebnych do realizacji wymiany informacji pomiędzy procesorem i pamięcią z jednej strony a układem wej/wyj z drugiej. • Mogą być realizowane: • całkowicie przez procesor (operacje bezpośrednie) • PIO - Programmed Input/Output • inicjowane przez procesor a wykonywane przez inny układ (operacje pośrednie) • DMA - Direct Memory Access Operacje wejścia/wyjścia z bezpośrednim sterowaniem przez procesor • Bezwarunkowe operacje we/wy

  9. I/O Urządzenie dane CPU • Operacje z testowaniem układu we/wy Procesor sprawdza sygnał gotowości układu wej/wyj do wymiany Bit gotowości układu Wadą tego typu operacji jest konieczność wykonywania przez procesor pętli przepytywania w celu stwierdzenia gotowości tego układu do wymiany informacji.

  10. I/O Linia zgłoszenia przerwania Urządzenie CPU Aktualnie działający program Program obsługi urządzenia • Operacje we/wy z przerwaniem programu

  11. sterownik przerwań CPU I/O I/O I/O Urządzenie Urządzenie Urządzenie pamięć Tablica wektorów przerwań 0 karta sieciowa 1 2 3 4 myszka Programy obsługi urządzenia 5 6 drukarka 7 . . klawiatura Obsługa wielu układów wejścia/wyjścia

  12. Przewód sygnałowy nadajnik odbiornik Przewód powrotny (masa) nadajnik odbiornik Przewód powrotny (masa) Rodzaje linii transmisyjnych Linia niesymetryczna • Zakłócenia • skręcanie przewodów • ekranowanie

  13. D+ + - D - Bajt Linia symetryczna Rodzaje transmisji

  14. nadajnik odbiornik Transmisja szeregowa rejestr przesuwny multiplekser

  15. nadajnik odbiornik 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 Bity właściwej informacji Bit startu Bit stopu Bit parzystości Układ we / wyj TD TD Urządzenie TD - Dane nadawane RD - Dane odbierane RD RD Czas trwania bitu Transmisja asynchroniczna

  16. synchronizacja nadajnik odbiornik Ramka 2 Ramka 3 Ramka 4 Przed rozpoczęciem transmisji należy ustalić parametry komunikacji odbiornika i nadajnika: • Szybkość transmisji (liczba bitów na sekundę) • Długość słowa (liczba bitów w słowie 4-8) • Bit parzystości (parzyste, nieparzyste,brak) • Bity stopu (1-2) Transmisja synchroniczna Ramka 1 Bajty synchronizacji Bajty nagłówka Bajty informacji Bajty kontrolne i korekcyjne

  17. Sygnał zegarowy Układ we / wyj Urządzenie Dane nadajnik 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 Transmisja pseudosynchroniczna Transmisja równoległa odbiornik

  18. Dane Dane STB ACK Układ we / wyj Urządzenie STB ACK Transmisja z potwierdzeniem ( handshaking ) Układ we / wyj Urządzenie STB - Strobe (sygnał nadajnika) ACK - Acknowledge (zezwolenie na transmisję) sygnał odbiornika

  19. Dane we/wyj urządzenie Adres Układ we / wyj Dane INT Urządzenie INTA RD STB WR ACK CPU Transmisja z potwierdzeniem ( handshaking )

  20. Dane we/wyj urządzenie Adres Dane INT INTA RD WR CPU Transmisja z potwierdzeniem ( handshaking ) Układ we / wyj Urządzenie STB ACK

  21. Dane we/wyj urządzenie Adres Dane INT INTA RD WR CPU Transmisja z potwierdzeniem ( handshaking ) Układ we / wyj Adres komórki Numer urządzenia Urządzenie STB ACK

  22. Dane we/wyj urządzenie Adres Dane INT INTA RD WR CPU Transmisja z potwierdzeniem ( handshaking ) Układ we / wyj Adres komórki Urządzenie STB ACK

  23. Przerwanie (ang. interrupt) lub żądanie przerwania (IRQ - Interrupt ReQuest) Przerwanie (ang. interrupt) lub żądanie przerwania (IRQ - Interrupt ReQuest) – sygnał powodujący zmianę przepływu sterowania, niezależnie od aktualnie wykonywanego programu. Pojawienie się przerwania powoduje wstrzymanie aktualnie wykonywanego programu i wykonanie przez procesor kodu procedury obsługi przerwania (ang. interrupt handler).

  24. Sprzętowe: 1. Zewnętrzne – sygnał przerwania pochodzi z zewnętrznego układu obsługującego przerwania sprzętowe; przerwania te służą do komunikacji z urządzeniami zewnętrznymi, np. z klawiaturą, napędami dysków itp. 2. Wewnętrzne, nazywane wyjątkami (ang. exceptions) – zgłaszane przez procesor dla sygnalizowania sytuacji wyjątkowych (np. dzielenie przez zero); dzielą się na trzy grupy:

  25. dzielą się na trzy grupy: 1. faults (niepowodzenie) – sytuacje, w których aktualnie wykonywana instrukcja powoduje błąd; gdy procesor powraca do wykonywania przerwanego kodu wykonuje następną, po tej która wywołała wyjątek, instrukcję; 2. traps (pułapki) – sytuacja, która nie jest błędem, jej wystąpienie ma na celu wykonanie określonego kodu; wykorzystywane przede wszystkim w debugerach; gdy procesor powraca do wykonywania przerwanego kodu tę samą instrukcję która wywołała wyjątek; 3. aborts – błędy, których nie można naprawić.

  26. Programowe – z kodu programu wywoływana jest procedura obsługi przerwania; najczęściej wykorzystywane do komunikacji z systemem operacyjnym, który w procedurze obsługi przerwania (np. w DOS 21h, 2fh, Windows 2fh, Linux x86 przerwanie 80h) umieszcza kod wywołujący odpowiednie funkcje systemowe w zależności od zawartości rejestrów ustawionych przez program wywołujący, lub oprogramowaniem wbudowanym jak procedury BIOS lub firmware.

More Related