硬件型号:聚英 0404d

 

系统版本:控制器系统

 

由于CPU无法直接控制I/O设备的机械部件,因此I/O设备还要有个电子部件作为CPU和I/O设备机械部件之间的“中介”,用于实现CPU对设备的控制,这个电子部件就是I/O控制器,又称为设备控制器。I/O控制器是控制计算机输入输出的一个最基本的控制系统,可指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。

 

I/O控制器使用方法有四种:

1.程序直接控制方式。

(1)CPU向I/O模块发出读写指令;

(2)CPU会从状态寄存器中读取I/O设备的状态,如果是忙碌状态就继续轮询检查状态,如果是已就绪,就代表I/O设备已经准备好,可以从中读取数据到CPU寄存器中;

(3)读到CPU后,CPU还要往存储器(内存)中写入数据,写完后再执行下一套指令。

 

2.中断驱动方式。
中断驱动方式的思想是允许I/O设备主动打断CPU的运行并请求服务,从而“解放”CPU,使得其向I/O控制器发送读命令后可以继续做其他有用的工作。

(1)I/O控制器从CPU接收一个读命令;

(2)从外围设备读数据,一旦数据读入到该I/O控制器的数据寄存器,便通过控制线给CPU发出一个中断信号,表示数据已准备好了,等待CPU请求该数据。

(3)I/O控制器收到CPU发出的取数据请求后,将数据放到数据总线上,传到CPU的寄存器中。

(4)至此,本次I/O操作完成,I/O控制器又可开始下一次I/O操作。

 

3.DMA(直接存储方式)。
DMA方式的数据流向是从设备直接放入内存(设备→内存),或者是从内存直接到设备(内存→设备),不再使用CPU作为中间者。

(1)CPU在读写数据前要指明要读入多少数据、数据要存放在内存中的什么位置、数据放在外部磁盘的什么位置等问题;

(2)DMA控制器会根据CPU提出的要求完成数据的读写操作;

(3)当整块数据的传输完成后,才向CPU发出中断信号。

 

4.通道控制方式。

通道是一种硬件,可以理解为“低配版的CPU”。通道与CPU相比的话,CPU能够处理的指令种类比较多,而通道只能执行单一指令。使用这种控制方式,CPU干涉频率极低,通道会根据CPU的指令执行响应程序,只有完成一组数据块的读写后才需要发出中断信号让CPU干预。