Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Technická Univerzita Košice / Fakulta Elektrotechniky a Informatiky / Počítače a algoritmizácia

prednáška 11 (11_pr.doc)

11.Metódy vstupno/výstupných prenosov

Pod vstupno/výstupným prenosom rozumieme prenos údajov medzi periférnym zariadením (PZ) ↔ μP alebo medzi PZ ↔ pamäťou.

Riadenie zbernice PC počas V/V prenosu

Podľa toho, kto riadi zbernicu PC počas prenosu údajov z/do periférneho zariadenia rozdeľujeme V/V prenosy na prenosy s účasťou procesora a prenosy bez účasti procesora.

11.1 Prenosy súčasťou procesora

● Pri V/V prenosoch s účasťou procesora generuje riadiace signály zbernice procesor. Týmto spôsobom sa vykonáva prenos jednotlivých údajov a údaje sa prenášajú medzi procesorom a V /V zariadením.

● Vykonať prenos údajov z/do PZ nemusí byť možné v každom okamihu. Podľa toho, akým spôsobom sa rozhodne o okamihu odštartovania prenosu údajov rozlišujeme tieto V/V prenosy:

→ Nepodmienený V/V prenos → μP implicitne považuje V/V zariadenie v ľub. okamihu pripravené na prenos (t.j. kedykoľvek môže z vstupného zariadenia údaj načítať a do výstupného zariadenia kedykoľvek údaj zapísať. Prenos je rýchly, pretože sa vykoná rýchlosťou procesora (načítanie stavových slov).

→ Pri podmienenom V/V prenose – procesor pred vlastným vykonaním prenosu údajov najskôr testuje pripravenosť zariadenia prijať resp. vyslať údaje.

●  μP zisťuje pripravenosť takým spôsobom, že z adaptéra načíta stavové slovo, v ktorom bity nesú informáciu o pripravenosti zariadenia.

● len keď je zariadenie k prenosu pripravené, procesor vykoná vlastný prenos údajov.

● Prenos rešpektuje pracovnú rýchlosť zariadenia !(procesor veľa času strávi čakaním)!

→ Nevýhody podmieneného prenosu odstraňuje V/V prenos s prerušením. Pri tomto spôsobe prenosu procesor netestuje pred prenosom údajov pripravenosť V/V zariadenia.

● V/V zariadenie v prípade svojej pripravenosti k prenosu vygeneruje žiadosť o prerušenie.

●  μP preruší práve prebiehajúci program a v rámci obslužného programu prerušenia (bez otestovania pripravenosti zariadenia) vykoná vlastný prenos údajov. Po jeho skončení pokračuje v prerušenom programe.

● Ak je PZ schopné prijať/vyslať ďalší údaj, opäť vygeneruje novú žiadosť o prerušenie.

(Vylúčené neefektívne čakanie μP).

11.2 Prenosy bez účasti procesora

● Prenos bez účasti procesora → sa vyznačuje tým, že počas prenosu údajov riadi zbernicu počítača riadiaci obvod DMA a procesor je od zbernice odpojený (má svoje výstupy v stave vysokej impedancie).

Údaje sa prenášajú medzi pamäťou a V/V zariadením. Tento spôsob prenosu sa nazýva priamy prístup do pamäte (DMA – Direct Memory Access – priamy prístup do pamäte) a typicky sa používa blokový prenos údajov (napr. pri práci s pevným diskom).

● Ako riadiaci obvod DMA je použitý buď špecializovaný programovateľný obvod alebo špeciálny V/V procesor.

● Tento spôsob prenosu sa vykonáva vtedy, ak riadiaci obvod DMA vykonáva prenos údajov rýchlejšie ako procesor.

● Procesor odovzdá riadiacemu obvodu DMA požiadavky na prenos a ďalej už len čaká na jeho vykonanie.

● V/V prenos aj keď je bez účasti procesora, je inicializovaný procesorom.

Pred vlastným uskutočnením prenosu údajov musí procesor oznámiť riadiacemu obvodu DMA požiadavky na prenos (odkiaľ a kam sa majú údaje prenášať a koľko ich má byť).

● Až potom riadiaci obvod DMA požiada procesor.

● pridelenie zbernice a keď mu ju procesor pridelí → vykoná vlastný prenos údajov.

● Po ukončení prenosu → vráti riadenie zbernice späť procesoru, ktorý môže pokračovať v činnosti.

Na obr. Je typická konfigurácia PC so zbernicovou architektúrou. Je vyznačené pripojenie riadiaceho obvodu DMA, pripojenie signálu žiadosti o zbernicu DRQ (DMA Request) z riad. obvodu DMA do μP, ako aj pripojenie signálu o pridelení zbernice DACK (DMA Acknowledge) z procesora do riadiaceho obvodu DMA.

Princíp riadenia V/V prenosu s využitím prerušení