概述 链接到标题
原因 链接到标题
外设不能与CPU直接相连，通过I/O接口与CPU相连，I/O接口与外设相连。
原因：
- 信号不兼容
- 工作速度不匹配(CPU高。外设低)
- 数据传输方式不同(串行or并行)
分类 链接到标题
数据传输方式 链接到标题
- 并行接口
- 串行接口(一次只能传输一个bit)
时序控制方式 链接到标题
- 同步接口:总线接口、同步传输
- 异步接口：无共同基准时钟
传输控制方式 链接到标题
- 程序查询方式：程序的执行实现
- 程序中断方式：外设发出中断请求，CPU响应
- DMA方式：直接存储器访问
- 通道控制器，IO处理机
工作对象 链接到标题
- 面向CPU的外围接口
- 面向外设的接口电路：链接外设的接口
功能与结构 链接到标题
接口功能 链接到标题
- 设备选择:给多个接口连接的外部设备分配地址码，选择外设
- 数据收发和格式转换:数据上的翻译传输功能，使得CPU和外设能够正常通信
- 接收解释执行CPU的控制命令和功能：命令上的翻译功能接口电路能够解释CPU的控制命令，执行相应的功能
- 外设状态接受并转发给CPU：状态端口
- 支持 查询、中断、DMA等方式的数据传输控制方式
- 提供 缓冲、暂存、驱动能力：信号驱动
- 错误检测：奇偶校验
端口 链接到标题
- 端口是接口电路的一些寄存器
- 可以存放 数据信息、控制信息、状态信息，
- 接口>端口：若干个端口加上一些控制逻辑电路组成的接口电路
端口编码 链接到标题
为了区分接口电路的各个寄存器，系统为它们各自分配了一个地址，称为I/O端口地址。
统一(存储器映像)编址 链接到标题
- 特点：仅以地址范围的不同来区分两者
- 优点：
- 设计简单，这相当于是将对端口的操作与对存储器的操作统一起来了，
- 指令丰富
- 缺点：CPU对存储单元和I/O端口的实际寻址空间都小于其最寻址空间，(也就是说端口会占用存储器的地址，另一方面也会造成内存地址的浪费)
独立编址 链接到标题
- 特点：I/O端口和存储器的地址是分开的(系统视端口和存储单元为不同的对象)
- 优点：系统中存储单元和I/O端口的数量可达到最大(不会浪费存储器地址空间)
- 缺点：
- 设计复杂:需专门信号线来指示系统地址线上出现的是存储单元地址还是端口地址
- 专用的端口操作指令(例如：Intel指令集中的IN或OUT指令)比较单一
接口地址译码 链接到标题
固定地址译码 链接到标题
- 全译码：全部高位地址线都用来译码形成片选信号
- 部分译码：只译码高位地址线的一部分
- 线译码：每组芯片使用一根地址线来译码
注释
部分译码与线译码地址信号不完全确定，所以存在
- 地址重叠、
- 不连续问题
- 浪费寻址空间
- 可能导致误操作
可变地址译码 链接到标题
接口信息传输方式 链接到标题
程序查询方式 链接到标题
非查询VS查询 链接到标题
非查询方式 链接到标题
- 特点：
- 要求外设数据变化缓慢，
- 操作时间固定，可以被认为始终处于就绪状态，如一组开关或LED显示管。
- 优点：简单， CPU随时可无条件读/写数据。
- 缺点：无法保证数据总是有效，适用面窄。
查询方式 链接到标题
程序中断方式 链接到标题
- 中断源
- 中断类型码
- 中断向量
查询VS中断 链接到标题
查询 链接到标题
- 电路简单
- 不能实时响应
- 适用于简单的无实时性要求的场合
- 需要CPU不断查询(参与)
中断 链接到标题
- 实时响应，需要中断控制电路(复杂)
- 适用于数据传输量少，实时性要求高的场合
- 也需要CPU参与(但是不需要不断查询)
直接存储器访问(DMA)方式 链接到标题
无联络信号的并行接口 链接到标题
键盘接口(例1) 链接到标题
矩阵，按键以行列的形式排列，通过扫描的方式检测按键是否按下
- 先判断是否有键按下
- 确定按键号