Периферийные устройства и внешняя память подключаются к системной шине через интерфейсы. Каждый интерфейс имеет набор регистров, называемых портами ввода-вывода, через которые ЦП и память взаимодействуют с внешними устройствами. Все взаимодействия с устройствами осуществляются через порты ввода-вывода в интерфейсе. В ЦП есть средства для передачи информации в порт и из него. Процессор может обращаться 2^16 (64К) 8 – битным портам, примерно также, как и к байтам памяти. Каждому порту назначен уникальный адрес.
Режим работы с периферией: опрос и по прерываниям. При опросе программа проверяет биты готовности, когда ей это нужно. При вводе-выводе по прерываниям интерфейс посылает в ЦП внешнее прерывание. Программное взаимодействие с портами осуществляется командами: IN AX, PORT, где PORT – константа от 0 до 255; и OUT PORT, AX.
В порт или из порта можно выдать байт или слово или последовательность байт – прямой доступ к памяти (ПДП), есть контроллер ПДП. В I8086 два адресных пространства: памяти и ввода-вывода. Для этого в шине управления предусмотрены линии, указывающие к какому пространству относится адрес на шине адреса.
Вывод из ЦП в управляющий или буферный порт осуществляется выдачей адреса на шину адреса и соответствующих сигналов на шину управления с последующей выдачей данных на шину данных.
Ввод из входного порта реализуется выдачей адреса и управляющих сигналов на соответствующие шины и ожиданием реакции интерфейса путем выдачи содержимого адресованного порта на шину данных. Адреса ассоциируются с портами а не с интерфейсами.
Прерываниемназывается временное прекращение выполнения текущей программы, которое вызвал внешний сигнал. Микропроцессор при этом переходит к выполнению специальной подпрограммы обработки прерывания. Использование прерываний позволяет сократить время реакции ЭВМ на внешнее событие и увеличить гибкость ее работы, особенно это проявляется в случаях, когда требуется обеспечить обмен информации с большим числом асинхронно работающих внешних устройств.
Существуют два способа организации прерываний от нескольких источников:
· прерывание с опросом - сигнал от любого из источников прерываний вызывает переход к одной единственной подпрограмме обработки прерывания, которая определяет источник прерывания и формирует реакцию на него;
· векторное прерывание - прерывание от каждого источника вызывает переход к своей подпрограмме, этот способ быстрее, но сложнее реализуется.
Часто требуется иметь возможность игнорировать запросы на прерывание - маскировать их, например, когда запрос на прерывание может приходить одновременно от нескольких источников, необходимо устанавливать приоритеты прерываний и обеспечивать маскирование прерываний с низшим приоритетом.
В программном канале с обслуживанием по прерыванию обмен осуществляется по инициативе внешнего устройства. Сигнал готовности данных используется для формирования запроса прерываний ЦП. Запрос прерывания обрабатывается системой прерываний ЦП и, если прерывания разрешены, осуществляется прерывание программы, выполняемой ЦП, и переход к подпрограмме ввода/вывода. Интерфейс ввода/вывода с обслуживанием по прерыванию
содержит порты данных и триггер запросов прерываний, который принимает и хранит сигнал готовности данных. Выход триггера непосредственно подключается к соответствующему входу средств обработки запросов прерываний, и поэтому не требуются средства сопряжения триггера прерываний с системной шиной подобно тем, которые используются при подключении порта состояния к системной шине при программном обмене с обслуживанием по программе. Интерфейс в этом случае упрощается, а функции обмена возлагаются на систему прерываний. Управление выполняет подпрограмма обслуживания прерывания по вводу/выводу. Обмен по прерыванию позволяет исключить потери времени процессором, затрачиваемые на программный опрос состояния внешнего устройства и, таким образом, повысить производительность микропроцессорной системы. Пропускная способность канала обмена в целом такая же, как и при программном обмене.
