FAV-ZCU/KIV POT/11. Připojení periferních zařízení.md

2.4 KiB

Připojení periferních zařízení

Koncepce připojení IO zařízení

  • IO zařízení jsou připojena na sběrnici pomocí řadičů
  • řadiče
    • specializované (např. řadič disku, grafická karta, ...) - lze k nim připojit jen zařízení určitého typu
    • univerzální (např. sériové rozhraní USB, ...) - lze k nim připojit zařízení různých typů

Rozhraní IO řadiče

  • rozhraní pro připojení na sběrnici
    • obvykle navrženo univerzálně pro snadné připojení na různé systémové sběrnice
    • zahrnuje datové a adresní vodiče i řídicí signály (/CS, /RD, /WR, ...)
  • rozhraní pro připojení IO zařízení
    • u specializovaných řadičů přizpůsobeno připojenému IO zařízení
    • u univerzálních je programovatelné nebo přímo odpovídá standardu (USB, SCSI, ...)

IO řadič z pohledu programátora

  • reprezentován sadou registrů
    • datové registry - vstup a výstup dat
    • řídicí registry - nastavení parametrů řadiče
    • stavové registry - stav řadiče, připojeného zařízení

IO řadič v paměťovém adresním prostoru

  • např. u procesoru H8S
  • pro přístup k registrům řadiče se používají stejné instrukce jako pro práci s pamětí
  • často se používá neúplné dekódování adres

IO řadič v IO adresním prostoru

  • např. u IA-32
  • procesor rozlišuje adresní prostor paměti a adresní prostor IO zařízení
  • pro práci se zařízením se používají zvláštní instrukce (IO, OUT)
  • na sběrnici kromě cyklů čtení z paměti a zápis do paměti také čtení z IO zařízení a zápis do IO zařízení
  • obvykle menší než adresní prostor paměti

Řízení IO operací

  • komunikace s IO zařízením může být řízena podle některé ze základních koncepcí
    • programové řízení IO operací procesorem
    • řízení IO operací s využitím přerušení
    • řízení IO operací DMA řadičem
    • použité specializovaného IO procesoru

Programové řízení IO zařízení procesorem

  • procesor čte stavové registry řadiče a testuje připravenost zařízení
  • není-li zařízení připraveno, opakuje čtení a test
  • je-li zařízení připraveno, čte nebo zapisuje data z/do datových registrů
  • vlastnosti
    • procesor je trvale zatížen čtením a testováním stavu
    • maximální rychlost je omezena rychlostí provedení instrukcí pro čtení stavu, test a zápis/čtení dat
    • jednoduchý hardware