Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности...

Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности...

^ Структура контроллера устройства
Контроллеры устройств ввода-вывода очень различны как по собственному внутреннему строению, так и по выполнению (от одной микросхемы до спец вычислительной системы со своим микропроцессором, памятью и т. д Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности....), так как им приходится управлять совсем различными устройствами. Не вдаваясь в детали этих различий, мы выделим некие общие черты контроллеров, нужные им для взаимодействия с вычислительной системой. Обычно каждый контроллер имеет по последней Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... мере четыре внутренних регистра, именуемых регистрами состояния, управления, входных данных и выходных данных. Для доступа к содержимому этих регистров вычислительная система может использовать один либо несколько портов, что для нас не значительно Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности.... Для простоты изложения будем считать, что каждому регистру соответствует собственный порт.

^ Регистр состояния содержит биты, значение которых определяется состоянием устройства ввода-вывода и которые доступны только для чтения вычислительной системой. Эти биты индицируют окончание Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... выполнения текущей команды на устройстве (бит занятости), наличие еще одного данного в регистре выходных данных (бит готовности данных), появление ошибки при выполнении команды (бит ошибки)…

Регистр управления получает данные, которые Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... записываются вычислительной системой для инициализации устройства ввода-вывода либо выполнения очередной команды, также конфигурации режима работы устройства. Часть битов в этом регистре может быть отведена под код выполняемой команды, часть битов Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... будет кодировать режим работы устройства, бит готовности команды свидетельствует о том, что можно приступить к ее выполнению.

^ Регистр выходных данных служит для помещения в него данных для чтения вычислительной системой, а регистр входных данных Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... предназначен для помещения в него инфы, которая должна быть выведена на устройство. Обычно емкость этих регистров не превосходит ширину полосы данных (а в большинстве случаев меньше ее), хотя некие контроллеры могут использовать Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... в качестве регистров очередь FIFO для буферизации поступающей инфы.

Очевидно, набор регистров и составляющих их битов приблизителен, он призван послужить нам моделью для описания процесса передачи инфы от вычислительной системы к наружному Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... устройству и назад, но в том либо ином виде он обычно находится во всех контроллерах устройств.
^ Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы
Построив модель контроллера и представляя для себя, что Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... прячется за словами «прочитать информацию из порта» и «записать информацию в порт», мы готовы к рассмотрению процесса взаимодействия устройства и микропроцессора. Как и в прошлых случаях, примером нам послужит команда записи Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности..., сейчас уже записи либо вывода данных на наружное устройство. В нашей модели для вывода инфы, помещающейся в регистр входных данных, без проверки удачливости вывода микропроцессор и контроллер должны связываться последующим образом:

  1. Микропроцессор в Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... цикле читает информацию из порта регистра состояний и инспектирует значение бита занятости. Если бит занятости установлен, то это значит, что устройство еще не окончило предшествующую операцию, и микропроцессор уходит Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... на новейшую итерацию цикла. Если бит занятости сброшен, то устройство готово к выполнению новейшей операции, и микропроцессор перебегает на последующий шаг.

  2. Микропроцессор записывает код команды вывода в порт регистра управления.

  3. Микропроцессор записывает данные в порт Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... регистра входных данных.

  4. Микропроцессор устанавливает бит готовности команды. В последующих шагах микропроцессор не задействован.

  5. Когда контроллер замечает, что бит готовности команды установлен, он устанавливает бит занятости.

  6. Контроллер анализирует код команды в регистре Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... управления и обнаруживает, что это команда вывода. Он берет данные из регистра входных данных и инициирует выполнение команды.

  7. После окончания операции контроллер обнуляет бит готовности команды.

  8. При успешном окончании Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... операции контроллер обнуляет бит ошибки в регистре состояния, при неудачном окончании команды – устанавливает его.

  9. Контроллер сбрасывает бит занятости.

По мере надобности вывода новейшей порции инфы все эти шаги повторяются. Если микропроцессор интересует, корректно либо Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... неправильно была выведена информация, то после шага 4 он должен в цикле считывать информацию из порта регистра состояний до того времени, пока не будет сброшен бит занятости устройства, после этого проанализировать состояние бита ошибки Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности....

Как лицезреем, на первом шаге (и, может быть, после шага 4) микропроцессор ждет освобождения устройства, безпрерывно опрашивая значение бита занятости. Таковой метод взаимодействия микропроцессора и контроллера получил заглавие polling либо, в Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... российском переводе, метода опроса устройств. Если скорости работы микропроцессора и устройства ввода-вывода приблизительно равны, то это не приводит к существенному уменьшению полезной работы, совершаемой микропроцессором. Если же скорость работы устройства значительно меньше Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... скорости микропроцессора, то обозначенная техника резко понижает производительность системы и нужно использовать другой строительный подход. Для того чтоб микропроцессор не дожидался состояния готовности устройства ввода-вывода в цикле, а мог делать в Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... это время другую работу, нужно, чтоб устройство само искусно говорить микропроцессору о собственной готовности. Технический механизм, который позволяет наружным устройствам оповещать микропроцессор о окончании команды вывода либо команды ввода, получил заглавие механизма прерываний Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности....

В простом случае для реализации механизма прерываний нужно к имеющимся у нас шинам локальной магистрали добавить еще одну линию, соединяющую микропроцессор и устройства ввода-вывода – линию прерываний. По окончании Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... выполнения операции наружное устройство выставляет на эту линию особый сигнал, по которому микропроцессор после выполнения очередной команды (либо после окончания очередной итерации при выполнении цепочечных команд, т. е. команд, циклических циклически со Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... сдвигом по памяти) изменяет свое поведение. Заместо выполнения очередной команды из потока команд он отчасти сохраняет содержимое собственных регистров и перебегает на выполнение программки обработки прерывания, расположенной по заблаговременно обсужденному адресу. При наличии только Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... одной полосы прерываний микропроцессор при выполнении этой программки должен опросить состояние всех устройств ввода-вывода, чтоб найти, от какого конкретно устройства пришло прерывание (polling   прерываний!), выполнить нужные деяния (к примеру, вывести в это Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... устройство еще одну порцию инфы либо перевести соответственный процесс из состояния ожидание в состояние готовность) и сказать устройству, что прерывание обработано (снять прерывание).

В большинстве современных компов микропроцессор стараются на сто Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... процентов высвободить от необходимости опроса наружных устройств, в том числе и от определения при помощи опроса устройства, сгенерировавшего сигнал прерывания. Устройства докладывают о собственной готовности микропроцессору не впрямую, а через особый контроллер Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... прерываний, при всем этом для общения с микропроцессором он может использовать не одну линию, а целую шину прерываний. Каждому устройству присваивается собственный номер прерывания, который при появлении прерывания   контроллер прерывания вносит в собственный Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... регистр состояния и, может быть, после определения микропроцессором сигнала прерывания и получения от него специального запроса выставляет на шину прерываний либо шину данных для чтения микропроцессором. Номер прерывания обычно Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... служит индексом в специальной таблице прерываний, лежащей по адресу, задаваемому при инициализации вычислительной системы, и содержащей адреса программ обработки прерываний – векторы   прерываний. Для рассредотачивания устройств по номерам прерываний нужно, чтоб от каждого устройства Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... к контроллеру прерываний шла особая линия, соответственная одному номеру прерывания. При наличии огромного количества устройств такое подключение становится неосуществимым, и на один проводник (один номер прерывания) подключается несколько устройств. В данном случае Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... микропроцессор при обработке прерывания все равно обязан заниматься опросом устройств для определения устройства, выдавшего прерывание, но в значительно наименьшем объеме. Обычно при установке в систему нового устройства ввода-вывода требуется аппаратно либо Структура контроллера устройства - Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности... программно найти, каким будет номер прерывания, вырабатываемый этим устройством.


struktura-gosudarstvennoj-sluzhbi.html
struktura-grecheskogo-obshestva-klassicheskoe-rabstvo.html
struktura-html-dokumenta.html