Программный обмен

Взаимодействие программ, выполняемых CPU, с периферийными устройствами

Интерфейсы периферийного уровня

Логическая системная шина PC-совместимого компьютера

Управление периферийными устройствами

Особые команды сохранения и восстановления контекста FPU

Для сохранения и восстановления состояния FPU совместно с регистрами _____ и регистром ________ используются команды FXSAVE и FXRSTOR, соответственно.

Достоинства FXSAVE:

– меньшее время выполнения, чем FSAVE;

– cохраняется полное состояние FPU x87, _____ и _____.

Варианты подключения периферийных устройств

ПУ могут подключаться посредством интерфейсов:

– _______________ уровня (ISA, PCI, PCI-X, PCI-Express, AGP, LPC);

– ____________________ уровня (порты COM, LPT, Game; шины USB, FireWire, SCSI).

– транзакции:

– обращение к пространствам памяти и ввода-вывода;

– используются _______________ адреса пространств памяти и ввода-вывода;

– ______________ адресные пространства памяти и ввода-вывода (адрес выражается одним числом в диапазоне, определенном принятой разрядностью адресации);

– могут инициироваться как центральным процессором (процессорами), так и активными устройствами (мастерами шины);

– все адресуемые элементы безусловно доступны CPU;

– на адресуемость элементов со стороны ____________ _____ могут накладываться специфические ограничения;

– устройства, подключенные к системной шине, могут посылать процессору (процессорам) запросы _______________ _______________.

Средства взаимодействия с устройствами:

– ____________ ______________, отображенные на пространства памяти или ввода-вывода;

– ___________ ___________ _________, принадлежащей устройству (физически расположенной на контроллере или адаптере устройства);

– регистры __________________________ __________________ PCI (для устройств, подключенных к PCI, PCI-X, PCI-Express, AGP)*;

– области _______________ _____, доступные активным устройствам-мастерам шины (режим DMA);

– аппаратные прерывания, инициируемые устройствами по:

– доступным им линиям IRQx (ISA) или INTx# (PCI);

– сообщениям MSI (PCI, PCI-E).

1.Взаимодействие возможно только через контроллеры (адаптеры) устройств, соединенные с системной шиной.

2.Способы взаимодействия с устройствами определяются интерфейсом контроллера.

Способы:

– программный обмен;

– прямой доступ к памяти;

– прерывания.

Реализуется с помощью:

– инструкций ввода-вывода для _________ _______________;

– инструкций обращений к ____________ _________, находящейся в устройстве.

1.Указанные инструкции размещаются в прикладной программе или драйверах, которыми она пользуется.

2.Реальное физическое взаимодействие с устройством происходит в момент выполнения инструкций.

Свойства и виды программного обмена

Свойства:

– (+) максимально упрощенная интерфейсная часть периферийного устройства;

– (-) дополнительная нагрузка на центральный процессор.

Виды:

– программно-управляемый обмен;

– блочный обмен.

Программно-управляемый обмен

Перед передачей очередного байта программно анализируется (и ожидается) готовность устройства, для чего считывается его ___________ ______________.

Пример: драйвер параллельного порта в стандартном режиме (строб данных формируется двумя инструкциями OUT).

Недостатки:

– сильная загрузка процессора;

– невозможность достижения высоких скоростей передачи данных.

Блочный обмен

Программируемый ввод-вывод (PIO, Programmed Input/Output).

___________ байтов, слов или двойных слов между памятью и портом ввода-вывода пересылается с помощью одной инструкции _____ ____________.

Для инструкций задаются:

– начальный адрес памяти;

– длина блока;

– адрес порта;

– направление изменения адреса памяти (инкремент или декремент).

PIO и соответствующие инструкции блочной пересылки появились с процессорами 80286. Обеспечивают более быстрый обмен, чем стандартный контроллер DMA (8237А).

Готовность к обмену проверяется один раз перед ______________ ________. Готовое устройство обязано выдержать пересылку ________ ________. Управление потоком возможно с использованием ___________ _______________, притормаживающего шинные циклы обмена.

Пример: обмен с устройствами ATA (IDE) и LPT-портом (в режимах ЕРР и ЕСР). Для устройств ATA определен ряд режимов обмена PIO Mode х со скоростями от 3,3 (PIO Mode 0) до 22,2 Мбайт/с (PIO Mode 4).

Дата добавления: 2014-01-04