Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 6

Chương 6 Giới thiệu chung thuộc bài giảng cấu trúc máy tính, trong chương này trình bày các nội dung cần tìm hiểu sau: tổng quan về hệ thống ra vào, các phương pháp điều khiển vào ra, nối ghép thiết bị ngoại vi, các cổng vào ra thông dụng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 6 Chương 6 Giới thiệu chung6.1 Tổng quan về hệ thống vào ra6.2 Các phương pháp điều khiển vào ra6.3 Nối ghép thiết bị ngoại vi6.4 Các cổng vào ra thông dụng Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào raGiới thiệu chung hệ thống vào raChức năng: Trao đổi thông tin giữa Máy tính với môitrường bên ngoài.Các thao tác cơ bản: Vào dữ liệu Ra dữ liệuCác thành phần chính: Thiết bị ngoại vi Module ghép nối vào ra Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào raThiết bị ngoại viChức năng: phương tiện chuyển đổi thông tin giữa bêntrong và bên ngoài máy tínhĐặc điểm các thiết bị Trên thị trường tồn tại rất nhiều các thiết bị ngoạivi khác nhau về: Nguyên tắc hoạt động, tốc độ, địnhdạng dữ liệu truyền, v.v. Đồng thời các thiết bị này cótốc độ làm việc chậm hơn CPU và RAM rất nhiều. Chínhvì lý do trên cần có Module vào ra để ghép nối các thiếtbị ngoại vi vào hệ thống BUS máy tính. Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào raPhân loại: Thiết bị nhập: Keyboard, Mouse, Scan, Micro,… Thiết bị xuất: Monitor, Printer, Thiết bị xuất nhập: Modem, NIC, Driver,…Cấu trúc tổng quát của thiết bị ngoại vi: Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển đổi dữ liệu giữa bêntrong và bên ngoài Máy tính Bộ đệm dữ liệu: nơi lưu trữ dữ liệu trung gian giữa Máytính và thiết bị ngoại vi, đặt bên trong thiết bị ngoại vi. Khối logic điều khiển: điều khiển hoạt động của thiết bịngoại vi theo tín hiệu từ Module I/O gởi tới thiết bị. Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào ra Dữ liệu vào/ ra Dữ liệu Module vào/ra bên ngoài Bộ đệm Bộ chuyển đổi dữ liệu tín hiệuT/h điều khiển Khối Logic điều khiểnT/h trạng thái (State) Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào raModule I/OChức năng: Nối ghép thiết bị ngoại vi với bus của máy tính. Điều khiển và định thời Trao đổi thông tin với CPU Trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi Đệm giữa máy tính với thiết bị ngoại vi Phát hiện lỗi của các thiết bị ngoại vi.Cấu trúc chung:Thanh ghi đệm dữ liệu: đệm dữ liệu trong quá trình trao đổiCổng nối ghép vào ra: kết nối thiết bị ngoại vi, mỗi cổng có địachỉ xác định và chuẩn kết nối riêng phụ thuộc sơ đồ chân.Thanh ghi trạng thái/điều khiển: lưu trữ thông tin trạng thái chocác cổng vào raKhối logic điều khiển: điều khiển Module vào ra Cấu trúc Máy tính 6.1 Tổng quan về hệ thống vào ra Bus dữ liệu Bus dữ liệu Thanh Cổng ghi nối Đường đ/kh đệm ghép dữ liệu vào/ra State Thanh ghi trạng thái/điều khiển CổngCác đường đ/c nối ghépCác đường đ/k Khối Logic điều khiển vào/ra Cấu trúc Máy tính Ví dụ cổng ghép nối song song(LPT)Các đường dẫn của cổng song được nối với 3 thanhghi 8 bit khác nhau: Thanh ghi dữ liệu (Địa chỉ cơ sở) Thanh ghi trạng thái (Địa chỉ cơ sở +1) Thanh ghi điều khiển (Địa chỉ cơ sở +2)Các đại chỉ cổng có thể là: LPT1: 378h (379h ; 37Ah) LPT2: 3BCh LPT3: 278h LPT4: 2BCh Cấu trúc Máy tính Ví dụ cổng ghép nối song song(LPT) Hợp ngữ:Để xuất ra dữ liệu: OUT DX, AL hoặc OUT DX, AXĐể nhập vào dữ liệu: IN AL, DX hoặc IN AX, DX(DX chứa địa chỉ; AL chứa giá trị) Turbo CĐể xuất ra dữ liệu: outportb(đia_chỉ, giá_trị)Để nhập vào dữ liệu: bien = inportb(địa_chỉ) Turbo PascalĐể xuất ra dữ liệu: port[đia_chỉ]:= giá_trịĐể nhập vào dữ liệu: bien:=port[địa_chỉ] Cấu trúc Máy tính Ví dụ cổng ghép nối tiếp(COM)Các thanh ghi chính: Thanh ghi đệm (Buffer Register) Địa chỉ cơ sở Thanh ghi trạng thái (Status Register) ĐCCS+5 Thanh ghi điều khiển (Control Register) ĐCCS+3Các địa chỉ cổng có thể là: COM1: 3F8h (3FDh ; 3FBh) COM2: 2F8h COM3: 3E8h COM4: 2E8h Cấu trúc Máy tính 6.2 Các phương pháp điều khiển vào raPhân loại: Vào ra bằng chương trình Vào ra bằng ngắt Truy cập bộ nhớ trực tiếp DMAVào ra bằng chương trìnhNguyên tắc chung: Sử dụng lệnh vào ra trong chương trình để trao ...