第九講輸入輸出設(shè)備shu ru chu jie kou de bian zhi fang

1、輸入輸出接口的編址方式· 慕課計算機組成制作人：林本節(jié)主題輸入輸出接口（I/O接口）的基本結(jié)構(gòu)外設(shè)I/O微處理器（CPU）地址總線ABus器接口數(shù)據(jù)總線DBus總線CBus中斷邏輯寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)輸入寄存器I/O端口及其編址方式I/O端口 I/O接口內(nèi)部包含一組稱為I/O端口的寄存器 每個I/O端口都需有的端口地址（或稱端），以便CPUI/O端口的編址方式 在計算機系統(tǒng)中，如何編排I/O接口的端口地址？器1I/O接口1微處理器（CPU）系統(tǒng)總線接口器2I/O接口3I/O2中斷邏輯寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)輸入寄存器常見的I/O端口編址方式I/O端口和器編址

2、I/O映像的I/O方式，I/O Mapped I/O x86體系結(jié)構(gòu)采用該方式I/O端口和器統(tǒng)一編址器映像的I/O方式，Memory MappedI/O ARM、MIPS、PowerPC等體系結(jié)構(gòu)采用該方式I/O端口和器編址假設(shè)地址寬度為3，一個編址的地址空間劃分示例111110101100011010001000器地址空間11100100I/O地址空間I/O端口I/O端口單元單元I/O指令說明IN指令（輸入） 格式：INAC, PORT 操作：把外設(shè)端口的內(nèi)容輸入到AL或AXOUT指令（輸出） 格式：OUTPORT, AC 操作：把AL或AX的內(nèi)容輸出到外設(shè)端口I/O接口器外設(shè)微處理器系統(tǒng)總

3、線IN/OUT指令的尋址端口地址為0255示例 直接尋址：用一個字節(jié)立即數(shù)指定端口地址 間接尋址：用DX的內(nèi)容指定端口地址端口地址大于255 間接尋址：用DX的內(nèi)容指定端口地址7 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0IN：直接尋址1 1 1 0 0 1 0 wportIN：間接尋址1 1 1 0 1 1 0 wOUT：直接尋址1 1 1 0 0 1 1 wportOUT：間接尋址1 1 1 0 1 1 1 wMOV DX, 288 IN AL, DXIN AX, DX OUT DX, AL OUT DX, AXIN AL, 80HIN AX, 80H OUT 80H, AL

4、 OUT 80H, AXI/O指令的地址譯碼過程示例示例指令：OUT地址：00000H7FFFFH21H, AL地址：00H1FH地址：20H3FH器1M/IO=0; A=21HI/O接口1微處理器（CPU）系統(tǒng)總線接口器2I/O接口3地址：80000HFFFFFH地址：40H5FHI/O24:中斷邏輯3:寄存器2:狀態(tài)寄存器1:數(shù)據(jù)輸出寄存器0:數(shù)據(jù)輸入寄存器I/O端口和器統(tǒng)一編址假設(shè)地址寬度為3，一個統(tǒng)一編址的地址空間劃分示例111110101100011010001000I/O地址空間整個 地址空間器地址空間I/O端口I/O端口單元單元模型機采用了統(tǒng)一編址的方式輸入輸出8個小燈泡邏輯地址

5、1110譯碼器MAR1111MDR8個手動開關(guān)xxxx器邏輯0000地址.譯碼器0111MARMDR01010101.01010101電路 指令譯碼CPUIR PC MAR MDRR0內(nèi)Rn-1部Y總X線BALUFZ統(tǒng)一編址的特點優(yōu)點 可以用器的指令來I/O端口，器的指令功能比較齊全，可以實現(xiàn)直接對I/O端口內(nèi)的數(shù)據(jù)進行處理 可以將CPU中的I/O操作與器操作統(tǒng)一設(shè)計為一套邏輯，簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時減少CPU的引腳數(shù)目缺點 由于I/O端口占用了一部分器地址空間，因而使地址空間減小 由于利用器的指令來進行I/O操作，指令的長度通常比單獨I/O指令要長，因而指令的執(zhí)行時間也較長編址的特點優(yōu)點 I/O端口不占用器地址，減少用戶的器地址空間 I/O指令編碼短，執(zhí)行速度快 I/O指令的