Sistemas de Entrada e Saídas III

Transcrição

1 Sistemas de Entrada e Saídas III José Costa Introdução à Arquitetura de Computadores Departamento de Engenharia Informática (DEI) Instituto Superior Técnico José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 1

2 Sumário Sistema de Interrupções Linhas de Interrupção Independentes Linha de Interrupção Partilhada Modo de Transferência de Dados Transferência Controlada por Programa Transferência Controlada por Interrupções Acesso Direto à Memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 2

3 Sistema de Interrupções Processador controla os barramentos do sistema. Os periféricos têm que chamar a atenção do processador quando têm dados para enviar ou receber: interrupção Interrupção leva o processador a executar uma rotina de tratamento à interrupção específica a cada periférico Problemas: como identificar o periférico em causa? caso existam 2 interrupções pendentes, qual tratar primeiro? José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 3

4 Linhas de Interrupção Independentes Endereços n Dados m UCP IntN Int2 Int1 Int0 Disco Rato Teclado... Memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 4

5 Linha de Interrupção Partilhada É necessário identificar a origem da interrupção Interrupções Vectorizadas periférico responsável identifica-se perante o processador Interrupções Não-Vectorizadas processador tem que varrer os periféricos até identificar o responsável José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 5

6 Interrupções Não Vetorizadas Inicializa o endereço de E/S para o primeiro periférico Lê o porto de estado da interface Isola bit de estado de periférico pronto sim pronto? não Salta para rotina de interrupção desse periférico Passa para endereço E/S do periférico seguinte José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 6

7 Interrupções Vetorizadas Como resposta ao IAK, o periférico identifica-se Normalmente, utilizam-se PICs (Programmable Interrupt Controllers) aceitam um conjunto de linhas de interrupção gerem a interface com o processador fornecem o vector da interrupção pendente de mais alta prioridade permitem o mascaramento de interrupções José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 7

8 PIC Interrupções pendentes Int0 Int1 Int2 Int3 Int4 Int5 Int6 Int7 Codificador com prioridades 3 Vector de interrupção Linha de interrupção (INT) Máscara de Interrupções José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 8

9 Modo de Transferência de Dados Transferência controlada por programa Transferência controlada por interrupções Acesso direto à memória Transferência usando um processador de entrada/saída José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 9

10 Transferência Controlada por Programa Lê o porto de estado da interface Isola bit de estado de periférico pronto pronto? não sim Lê posição de memória para um registo Escreve registo no porto de escrita da interface Incrementa posição de memória e total de transferências fim? não sim José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 10

11 Transferência Controlada por Interrupções Lê posição de memória para um registo Escreve registo no porto de escrita da interface Incrementa posição de memória e total de transferências José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 11

12 Transferência por DMA DMA - Direct Memory Access Arquitectura do sistema com um controlador DMA: UCP m n Endereços Dados MRD/MWR IORD/IOWR BUS_REQUEST Memória primária Controlador de DMA DMAR_A Periférico A DMAG_A DMAR_B Periférico B... DMAG_B BUS_GRANT José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 12

13 Tipos de DMA Tipos de transferência de memória para periférico de periférico para memória de memória para memória de periférico para periférico Modos de Transferência modo por palavra modo por rajada modo por bloco José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 13

14 E Agora? Sistemas Operativos (2º ano) Interrupções Memória virtual... Organização de Computadores (3º ano) Aprofundar IAC José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 14

15 Sumário Sistema de Interrupções Linhas de Interrupção Independentes Linha de Interrupção Partilhada Modo de Transferência de Dados Transferência Controlada por Programa Transferência Controlada por Interrupções Acesso Direto à Memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 15

16 Referências Arquitectura de Computadores: dos Sistemas Digitais aos Microprocessadores, G. Arroz, J. Monteiro, A. Oliveira, Secção 14 José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 16

17 Próxima Aula Exercícios José Costa (DEI/IST) Sistemas de Entrada e Saídas III 17