Phan Trung Kiên
1
Kiến trúc máy tính
Chương 6
HỆ

THỐNG VÀO/RA
Phan Trung Kiên
2
Nội dung chương 6


Tổng quan về

hệ

thống vào/ra


Các phương pháp địa chỉ

hóa cổng
vào/ra


Các phương pháp điều khiển vào/ra


Nối ghép thiết bị

ngoại vi.

Các thành phần chính:
•

Các thiết bị

ngoại vi
•

Mạch nối ghép vào/ra (Modul vào/ra)
Phan Trung Kiên
4
Tổng quan về

Hệ

thống vào/ra
Cache
Bus chính
BXL
Bộ

nhớ
chính
Mạch ĐK
vào/ra
Mạch ĐK
vào/ra
Mạch ĐK
vào/ra
Đĩa Đĩa

Khuôn dạng dữ

liệu khác nhau
•

Tất cả

có

tốc độ

chậm hơn BXL và

RAM


Chức năng của Modul vào/ra:
•

Nối ghép với BXL và

hệ

thống nhớ
•

Nối ghép với một hoặc nhiều TBNV
Phan Trung Kiên
6
Các thiết bị

Một số

TBNV thông dụng
Phan Trung Kiên
8
Sơ đồ

khối của TBNV
TÝn hiÖu §K
tõ Modul
vµo/ra
TÝn hiÖu TT
®Õn Modul
vµo/ra
D÷ liÖu ®Õn
vµ tõ Modul
vµo/ra
D÷ liÖu ®Õn vµ
tõ m«i tr−êng
bªn ngoµi
Logic §K
Bé ®Öm
Bé chuyÓn
®æi tÝn hiÖu
Phan Trung Kiên
9
Các thành phần cơ bản của TBNV


Bộ

10
Modul vào/ra


Chức năng:
•

Điều khiển và định thời gian
•

Trao đổi thông tin với BXL
•

Trao đổi thông tin với TBNV
•

Bộ đệm dữ

liệu
•

Phát hiện lỗi
Phan Trung Kiên
11
Sơ đồ

khối của Modul vào/ra
C¸c ®−êng
d÷ liÖu
Nèi ghÐp víi

liệu: đệm dữ

liệu trong
quá

trình trao đổi


Các cổng vào/ra: kết nối với TBNV,
mỗi cổng có

một địa chỉ

xác định


Thanh ghi điều khiển/trạng thái: lưu
giữ thông tin điều khiển, trạng thái
cho các cổng vào/ra


Logic điều khiển: điều khiển Modul
vào/ra
Phan Trung Kiên
13
Các PP địa chỉ

hóa cổng vào/ra



•

Cần có

tín hiệu phân biệt truy nhập
cổng vào/ra hay truy nhập bộ

nhớ
•

Sử

dụng lệnh vào/ra chuyên dụng: IN,
OUT.
Phan Trung Kiên
15
Ví

dụ đối với BXL 8088
BỘ

NHỚ

THIẾT BỊ

VÀO THIẾT BỊ

RA
Lệnh: MOV


bộ

nhớ


Cách truy nhập:
•

Dùng chung tín hiệu như truy nhập bộ

nhớ
•

Dùng chung lệnh trao đổi dữ

liệu với bộ

nhớ
Phan Trung Kiên
17
Ví

dụ đối với BXL 8088


Lệnh và

tín hiệu
điều khiển chung
cho cả

Vào/ra bằng chương trình


Nguyên tắc chung:
•

Sử

dụng lệnh vào/ra trong chương trình
để trao đổi dữ

liệu với cổng vào/ra
•

Khi BXL thực hiện chương trình, gặp
lệnh vào/ra thì BXL điều khiển trao đổi
dữ

liệu với thiết bị

ngoại vi
Phan Trung Kiên
20
Hoạt động vào/ra bằng chương trình


BXL yêu cầu thao tác vào/ra


Modul vào/ra thực hiện thao tác


hoạt động
Đọc trạng thái
của TBNV
TBNV sẵn sàng?
Trao đổi DL
với TBNV
Sai
Đúng
Phan Trung Kiên
22
Các lệnh vào/ra


BXL phát ra địa chỉ
•

Xác định Modul vào/ra (và

thiết bị

nếu
một Modul chứa nhiều hơn 1 thiết bị)


BXL phát ra lệnh:
•

Điều khiển: yêu cầu Modul làm việc gì
 VD: điều khiển quay đĩa

thành thao tác


Tốn thời gian của BXL
Phan Trung Kiên
24
Phân loại ngắt


Ngắt cứng

(Hard Interrupt): yêu cầu ngắt
do mạch phần cứng bên ngoài gửi đến
•

Ngắt cứng NMI

(None Maskable Interrupt): có

yêu cầu ngắt thì

bắt buộc phải ngắt
 Ví

dụ: Có

sự

cố



liệu

với
TBNV
Phan Trung Kiên
25
Phân loại ngắt


Ngắt mềm

(Soft Interrupt): Yêu cầu ngắt
do lệnh gọi ngắt nằm trong chương trình
sinh ra


Ngắt ngoại lệ

(Exception Interrupt): là

các
ngắt sinh ra do lỗi xuất hiện trong quá

trình thực hiện chương trình
•

Ví

dụ: