Thiết bị ngoại vi và ghép nối . chương 3

Phương pháp thăm dò (polling) • K/n Polling: Dùng phần mềm để kiểm tra các cờ trạng thái @ IO Ports = quyết định trao đổi số liệu hay không. • Nhanh, đơn giản, thường dùng trong các hệ nhỏ hoặc đơn nhiệm - ít thiết bị IO, • Tốt cho việc thử nghiệm, • Dùng với các thiết bị ngoại vi tần suất truy nhập thấp, tốc độ chậm, ví dụ các kênh đo nhiệt độ, • Không phù hợp với ‘đa nhiệm’, đặc biệt trong máy tính ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết bị ngoại vi và ghép nối . chương 3 Ch. 3. c¸c ph−¬ng ph¸p trao ®æi th«ng tin • Polling - Th¨m dß • Interrupt - ng¾t & • DMA - truy nhËp trùc tiÕp mem - IO P&I Ch3: Methodes 1 3.1. Phương pháp thăm dò (polling) • K/n Polling: Dùng phần mềm để kiểm tra các cờ trạng thái @ IO Ports => quyết định trao đổi số liệu hay không. • Nhanh, đơn giản, thường dùng trong các hệ nhỏ hoặc đơn nhiệm - ít thiết bị IO, • Tốt cho việc thử nghiệm, • Dùng với các thiết bị ngoại vi tần suất truy nhập thấp, tốc độ chậm, ví dụ các kênh đo nhiệt độ, • Không phù hợp với ‘đa nhiệm’, đặc biệt trong máy tính P&I Ch3: Methodes 2 1 Ví dụ về PP polling • Cổng Comm (RS232) của máy tính PC: – Thanh ghi Line Status Register có các bit: • b0 – Char received, đã thu xong 1 char, • b1 – Overrun Error, char bị xóa đè • b3 – Parity Error • b4 – Framing Error • B5 – TxHR Empty, thanh ghi phát rỗng, gửi tiếp • B6 – Char transmitted – Polling: thu - kiểm tra b0, phát kiểm tra – b5 P&I Ch3: Methodes 3 Polling Một l−u ®å : Device #1 Y Device #1 Request ? Service Routine N Device #2 Y Device #2 Request ? Service Routine N Device #n Y Device #n Request ? Service Routine N Quit H×nh 3.1. L−u ®å ph−¬ng ph¸p IO interface polling P&I Ch3: Methodes 4 2 3.2. Ph−¬ng ph¸p ng¾t (Interrupt) • Kh¸i niÖm, • Ph©n lo¹i vµ • ‘Case studies’ P&I Ch3: Methodes 5 3.2. Phương pháp ngắt (Interrupt): 3.2.1. Khái niệm • Là sự dừng thực hiện CTC để thực hiện ctc, thường là do TBNV yêu cầu thông qua port. • Khi CPU đang thực hiện CTC, đến dòng lệnh thứ n, ngẫu nhiên, ngoại vi thứ i xin phục vụ bằng cách phát ra tín hiệu IRQ(i) (Interrupt Request) đến CPU. Nói chung, CPU sẽ ngừng xử lý CTC và cất ngữ cảnh (flags và địa chỉ của lệnh tiếp theo) vào Stack Mem, rồi tìm địa chỉ của ctc phục vụ ngắt tương ứng (Interrupt Service Routine - ISR) để thực hiện. • Sau khi thực hiện xong ISR, gặp lệnh iret (reti...), CPU khôi phục lại ngữ cảnh (từ Stack Mem) của CTC và tiếp H×nh 3.2. K/n tục thực hiện. ng¾t P&I Ch3: Methodes 6 3 3.2. Phương pháp ngắt (Interrupt): 3.2.1. Khái niệm: • Đặc điểm: – Là phương pháp vào/ra kết hợp tín hiệu và phần mềm, để thực hiện đa nhiệm. – Đối tượng bị ngắt: CTC bị dừng xử lý để thực hiện ctc. – Là chế độ hoạt động riêng cho các Vi xử lý/ máy tính ON-LINE, – Nguồn ngắt: chủ yếu từ ngoại vi thông qua IO ports, CPU (exceptions, internal), – Xảy ra ngẫu nhiên, – Nhiều IOs • => Tranh chấp => Phải giải quyết ưu tiên ngắt. P&I Ch3: Methodes 7 3.2. Ph−¬ng ph¸p ng¾t (Interrupt): 3.2.1. Kh¸i niÖm • Ưu tiên ngắt - Interrupt Priority: - T/bị ưu tiên cao có thể dừng ISR của t/bị ưu tiên thấp - Hệ lớn, nhiều IOs thường dùng PIC (Intel PIC8259A) - Chỉ số ưu tiên do nhà sx qui định cho các t/bị ngoại vi, cố định, mức 0 là cao nhất. Theo hình 3.2: Level (j) > Level(i), i>j. • Ưu tiên phân định do các tín hiệu ngắt trong CPU (Intel 8085: INTR, 5.5, 6.5, 7.5 và TRAP), • Z80 CPU & others: ưu tiên theo kiểu Daisy Chain P&I Ch3: Methodes 8 4 3.2. Interrupt: 3.2.2. ph©n lo¹i: Gåm: Hardware, software, internal, exception, NMI... a. Software Interrupt: • Là việc gọi 1 ctc (Subroutine) được xây dựng riêng mà ctc này còn có thể được gọi bởi thiết bị ngoại vi. • Các lệnh gọi như INT n; (Intel x86) hay SWI n; (Moto). • Tuy nhiên, việc thực hiện lệnh ngắt mềm giống như gọi thủ tục, và đôi khi được hiểu là TRAP, • Ngắt mềm không phải là ngắt P&I Ch3: Methodes 9 3.2. Interrupt: 3.2.2. ph©n lo¹i: b. Hardware: • Do Ports phát tín hiệu NMI/ IRQ đến CPU. • Chia thành 2 loại: Maskable & Non Maskable Maskable Interrupt: là các ngắt thông thường, có thể cấm (disable) bởi lệnh CLI hay cho phép (enable) bởi lệnh STI (Intel vs Moto!). Các ngắt sẽ bị cấm (tại CPU) - IF disabled: sau khi CPU reset, trước đó đã có IRQ khác, sau khi th/h lệnh CLI. Non Maskable Interrupt, NMI là ngắt có mức ưu tiên cao nhất, thường cho các việc: mất điện, sai số liệu (DRAM parity)... PC hiện nay, thường không dùng NMI. P&I Ch3: Methodes 10 5 3.2. Interrupt: 3.2.2. ph©n lo¹i: c. Internal: Trong một số CPU, để bẫy/ để xử lý các sự kiện trong khi thực hiện, như Intel x86: - Divide by zero: tương ứng thực hiện lệnh, Int 0, - Trap - Single Step: thực hiện từng lệnh, debugger, Int 1, dùng cùng với Trap Flag (Trace). - Break Poi ...