I/O 接口的基本功能

计算机的外围设备类型较多,CPU 在与外围设备进行数据交换时可能存在时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配等问题,因此 I/O 接口一般拥有以下功能:

  • 设置数据的寄存、缓冲逻辑以适应CPU与外设之间的速度差异
  • 可对串行、并行等信息格式进行转换
  • 协调 CPU 和外部设备之间信息类型和电平上的差异
  • 调整时序差异
  • 进行地址译码和设备选择
  • 设置终端和 DMA 控制逻辑以保证在中断和 DMA 允许的请款下产生中断和 DMA 请求信号,并快速完成中断处理。

I/O 接口位于

I/O 接口位于总线和 I/O 设备之间,通过系统总线和 I/O 接口,与外部设备连接,通过 I/O 接口可进行数据交换, 且 I/O 接口由程序控制,主要分为:程序查询、中断处理、DMA 传送、通道等控制方式。程序查询方式结构简单,只需少量硬件电路即可实现;中断处理方式则可以省去查询外设和等待外设就绪的时间,提高的 CPU 的效率;而 DMA 传送则无须 CPU 介入,通过一个专门的控制器控制内存与外设之间的数据交流,从而有效提升 CPU 的工作效率。

I/O 接口有哪些

I/O 接口一般根据电路和设备的复杂程度,将 I/O 接口的硬件分为两大类:

  • I/O 接口芯片:I/O 接口芯片,大多是集成电路,通过 CPU 输入不同的命令和参数,并控制相关 I/O 电路,常见的接口芯片包括定时计数器、中断控制器等。
  • I/O 接口控制卡:I/O 接口控制卡是由若干个集成电路按照一定的逻辑组成部件或直接同 CPU 在主板上或插在插槽,它根据连接对象的不同,又分为串行接口、并行接口和键盘接口等。

I/O 接口和 I/O 端口

  • 作用不同:I/O 接口是主要连接主机和被控制对象,是信息交互的纽带;I/O 端口则是设备的外接通讯连接的交流出口。
  • 功能不同:I/O 接口主要向 CPU 提供 I/O 设备的状态信息和命令译码,通过缓冲,消除计算机与外部设备之间存在的速度等差异;I/O 端口则是接口电路中的寄存器,主要用来存放数据、控制、状态等信息。
  • 特点不同:I/O 接口主要通过 CPU 输入不同命令和参数,并控制相关 I/O 电路和设备的相关操作,而 I/O 端口则,通过系统调用与某个接口建立连接,随之通过传输层进行数据传输。

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