Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 43 стр.

                                       Глава 3

                          ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА

      Вводом-выводом (ВВ) называются передачи данных между ядром ЭВМ,
включающим в себя процессор и основную память, и периферийными устройствами.
Архитектура ввода-вывода (режимы работы, форматы команд, особенности прерываний,
скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей микропроцессорной
системы.
      За время эволюции ЭВМ подсистема ВВ претерпела наибольшие изменения
благодаря расширению сферы применения ЭВМ и появлению новых ПУ. Особенно важную
роль средства ВВ играют в управляющих ЭВМ. Разработка аппаратных и программных
средств ВВ является наиболее сложным этапом проектирования новых систем на базе
микропроцессора вследствие разнообразия подключаемых ПУ.
      Несмотря на разнообразие ПУ, разработано несколько стандартных способов
подключения их к микропроцессору и программирования ввода-вывода. В
микропроцессорных системах применяются три режима ввода-вывода:
      - программный ввод-вывод (программно-управляемый);
      - ввод-вывод по прерываниям (форсированный ввод-вывод);
      - прямой доступ к памяти (ПДП).
      Программный ввод-вывод характеризуется тем, что инициирование и управление
вводом-выводом осуществляется процессором, а ПУ играет пассивную роль, сообщая
микропроцессору свое состояние, т.е. готовность к операциям ввода-вывода.
      Ввод-вывод по прерываниям инициируется не процессором, а периферийным
устройством генерирующий специальный сигнал прерывания. Процессор реагирует на этот
сигнал готовности ПУ к передаче данных и переходит на подпрограмму обслуживания
устройства, вызвавшего это прерывание. Действия, выполняемые этой подпрограммой,
определяются пользователем, а непосредственно операциями ввода-вывода управляет
процессор.
      В режиме прямого доступа к памяти (ПДП) действия микропроцессора
приостанавливаются, он отключается от системной шины и совершенно не участвует в
операциях ввода-вывода. Все операции по обмену данными производятся под управлением
ПУ.

                              3.1. Программный ввод-вывод

       Данный режим характеризуется тем, что все действия по вводу-выводу реализуются
командами прикладной программы. Инициатива проведения операций ввода-вывода в этом
способе исходит от микропроцессора. Для большинства ПУ до выполнения операций ввода-
вывода необходимо убедиться в их готовности, после чего непосредственно осуществляется
обмен данными. Таким образом, ввод-вывод является асинхронным. Для определенной
категории ПУ (например, индикаторы на светодиодах) отсутствует необходимость проверки
готовности к операциям ввода-вывода, в этом случае в соответствующих местах программы
используются команды ввода IN или вывода OUT. Такая передача данных называется
синхронным или безусловным вводом –выводом.
       Общее состояние ПУ в этом режиме ввода–вывода характеризуется флагом
готовности READY, называемым также флажком готовности/занятости (READY/BUSY).
Иногда состояния готовности и занятости идентифицируются отдельными флажками
READY и BUSY, входящими в слово состояния устройства.
       Интерпретация флажка READY в устройствах ввода и устройствах вывода различна.
Для устройств ввода обычно принимается следующая интерпретация флажка READY и
выполняемых с ним операциям: