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1、设备选择电路DBRDQ&数据线启动命令地址线SEL输入数据启动设备设备工作结束&1QQDINTRBQQMASK设备编码器排队器中断查询来自高一级的排队器至低一级 的排队器向量地址中断响应INTA中断请求命令译码2. I/O 中断处理过程10 &设备选择电路以输入为例排队INTP1INTP2INTP3INTP4INTR1INTR2INTR3INTR41& 1& 1& 1& 设备 1#、2#、3#、4# 优先级按 降序排列INTRi = 1 有请求 即 INTRi = 0INTR1例题：根据以下要求设计 一个产生3个设备设备 向 量地址的电电路。 （1）3个设备设备 的优优先级级按ABC降 序排列
2、。 （2）A、B、C的向量地址分别为别为 110 100、 010 100、000 110。（3）排队队器采用链链式排队电队电 路。（4）当CPU发发来中断响应应信号INTA 时时，可 将向量地址取至CPU。P194多重中断的概念klmk +1l +1m +1第一次中断第二次中断第三次中断程序断点 k+1 , l+1 , m+1单重中断和多重中断的服务程序流程中断否？保护现场设备服务恢复现场开中断 中断返回取指令执行指令中断服务程序中断响应程序断点进栈关中断向量地址 PC中断周期是中断返回保护现场设备服务恢复现场开中断开中断开中断中断隐指令中断隐指令否取指令执行指令中断否？否中断响应程序断点进
3、栈关中断 向量地址 PC中断周期是中断服务程序单重 多重 5.6 DMA 方式 一、DMA 方式的特点1. DMA 和程序中断两种方式的数据通路CPU主存ACC中断接口DMA 接口I/O设备中断方式数据传送通路 输入指令输出指令DMA方式数据传送通路2. DMA 与主存交换数据的三种方式(1) 停止 CPU 访问主存控制简单CPU 处于不工作状态或保持状态未充分发挥 CPU 对主存的利用率主存工作时间CPU不执行程序DMA不工作DMA不工作DMA工作CPU控制 并使用主存DMA控制 并使用主存t(2) 周期挪用（或周期窃取）DMA 访问主存有三种可能 CPU 此时不访存 CPU 正在访存 CP
4、U 与 DMA 同时请求访存此时 CPU 将总线控制权让给 DMA主存工作时间CPU控制 并使用主存DMA控制 并使用主存t(3) DMA 与 CPU 交替访问主存工作时间DMA控制 并使用主存CPU控制 并使用主存tCPU 工作周期C1 专供 DMA 访存C2 专供 CPU 访存所有指令执行过程中的一个基准时间不需要 申请建立和归还 总线的使用权C1 C2 二、DMA 接口的功能和组成1. DMA 接口功能(1) 向 CPU 申请 DMA 传送(2) 处理总线 控制权的转交(3) 管理 系统总线、控制 数据传送(4) 确定 数据传送的 首地址和长度(5) DMA 传送结束时，给出操作完成信号
5、修正 传送过程中的数据 地址 和 长度DMA接口主存CPU2. DMA 接口组成DMA控制逻辑中断机构设备HLDAARWCDARHRQ中断请求数据线地址线+1+1溢出信号DREQ DACKBR三、DMA 的工作过程1. DMA 传送过程预处理、数据传送、后处理(1) 预处理通过几条输入输出指令预置如下信息 通知 DMA 控制逻辑传送方向（入/出） 设备地址 DMA 的 DAR(设备号，启动) 主存地址 DMA 的 AR 传送字数 DMA 的 WC预处理： 主存起始地址 设备地址 传送数据个数 启动设备DMA DMA DMA数据传送： 继续执行主程序 同时完成一批数据传送后处理： 中断服务程序
6、做 DMA 结束处理继续执行主程序CPU(2) DMA 传送过程示意允许传送？主存地址送总线 数据送I/O设备（或主存 ） 修改 主存地址 修改 字计数器数据块 传送结束？向CPU申请 程序中断DMA请求否否是是数据传送BR设备DMA控制逻辑中断机构ARWCDARDMA接口主存CPU+1+1(3) 数据传送过程（输入）DREQHRQ HLDA 地址线DACK数据线溢出信号中断请求写写入BR设备DMA控制逻辑中断机构ARWCDARDMA接口主存CPU+1+1DREQHRQ HLDA 地址线DACK数据线溢出信号中断请求(4) 数据传送过程（输出）读(5) 后处理校验送入主存的数是否正确是否继续用
7、 DMA测试传送过程是否正确，错则转诊断程序由中断服务程序完成P208 例5.3 5.42. DMA 接口与系统的连接方式DMA 接口1DMA 接口2DMA 接口nCPU主存DMA响应I/O总线数据线地址线DMA请求(1) 具有公共请求线的 DMA 请求(2) 独立的 DMA 请求DMA 接口1DMA 接口2DMA 接口3CPU主存DMA响应1DMA请求1DMA响应2DMA请求2DMA响应3DMA请求3I/O总线数据线地址线3. DMA 方式与程序中断方式的比较(1) 数据传送(2) 响应时间(3) 处理异常情况(4) 中断请求(5) 优先级中断方式DMA 方式程序 硬件指令执行结束 存取周期
8、结束能 不能低 高传送数据 后处理 四、DMA 接口的类型1. 选择型在 物理上 连接 多个 设备 在 逻辑上 只允许连接 一个 设备设备地址寄存器控制状态寄存器数据缓冲寄存器主存地址寄存器时序电路字计数器DMA接口CPU主存设备 1设备 2设备 n选 择 线. . .系统总线2. 多路型在 物理上 连接 多个 设备 在 逻辑上 允许连接 多个 设备同时工作设备设备设备DMA接口CPU主存独立请求式设备设备设备DMA接口CPU主存链式3. 多路型 DMA 接口的工作原理T4T6 T7T2为磁盘服务T5T8T3为磁带服务为打印 机服务T15 s DMA 请求打印机tDMA 请求DMA 请求DMA 请求 45 s 磁带tDMA 请求DMA 请求DMA 请求DMA 请求 30 s 磁盘t150us丨作业： 5-17 5-25
