第5章 总线与输入/输出（一）
主要内容：接口和总线的基本概念？
IO传送的几种典型方式：
(1)程序查询传送方式
(2)中断方式及其接口组成
(3)DMA方式及其接口组成
5.1概述
1.IO接口组成
I/O接口：是指主机和外设之间的连接电路
为什么在外设与CPU之间需要接口?
1.时间同步（不同速度外设如何与CPU之间进行时间同步？）
2.数据格式的转换(如果需要，外设数据格式可能与CPU数据格式不同)
3.CPU与外设之间一次数据传送量的控制
4.其它因素(如电平转换)
1.接口的分类
(1)按数据传送格式划分
(2)按时序控制方式划分
(3)按I/O传送控制方式划分
a.程序控制接口：通过硬件或软件方式按指定优先级查询各设备是否要进行输入/输出
b.中断接口：设备提出中断请求，主机响应后与设备交换信息，接口中包含中断控制逻辑
c.DMA接口: 支持高速外设与主机之间进行DMA方式交换数据
2.I/O接口主要功能
(1)寻址
接收CPU送来的地址码，选择接口中的寄存器供CPU访问。
(2)数据缓冲
实现主机与外设的速度匹配；缓冲深度与传送的数据量有关。
(3)预处理
串-并格式转换（串口）;数据通路寬度转换（并口）;电平转换
(4)控制功能
传送控制命令与状态信息，实现I/O传送控制方式
3、接口编址
4.IO系统连接模式
5.2总线
1.定义
2.特点（分时、共享）
通常作法：发送部件通过OC组件或三态门分时发送信息，由打入脉冲将信息送入指定接收部件。
3.实体：一组传送线与相应控制逻辑
1.CPU内设置控制逻辑
2.设置总线控制器
2、总线分类
(1) 按功能划分
(2) 按时序控制方式划分
(3) 按数据传送格式划分
总线的类型非唯一分类：CPU内总线：同步、并行外总线：异步、并行、串行系统总线：同步、异步、扩展同步、并行
5、总线的技术指标
6 总线设计要素（标准与信号组成）
物理特型： 约定模块尺寸、形状、引脚数等
功能特征： 约定各个引脚的名称和功能
电气特征： 约定引脚的有效信号电平和信号传送方向等
时间特征： 传送的信号何时有效，持续时间时序约定
7.模型机系统总线的信号组成
5.3 直接程序传送及接口
主机CPU直接执行I/O程序实现主-外数据传输，分为无条件传送和条件传送两种
1、无条件传送
如果I/O操作时间固定并且已知, 则CPU在相应时间执行I/O指令即可完成I/O操作。（在实际的计算机系统中,上述情况比较少见。）
2、条件传送(查询传送)
在实际的计算机系统中, 不同设备的速度不同, 甚至同一设备的不同操作的时间也不同。 即I/O操作时间不固定, 对CPU来讲是未知的。
为此,需要设置外设工作状态,CPU通过查询外设工作状态, 以决定何时进行I/O传送(执行用于数据传送的I/O指令)
查询传送的一般设计过程:
4、优缺点
硬件开销小；并行程度低,实时性差
5、应用场合
对CPU效率要求不高的场合; 或诊断、调试过程。