接口技术之输入输出系统

输入输出系统是微型计算机系统中的主机与外部设备进行数据交互的系统。主机通过输入输出接口与外部设备连接，在接口电路和驱动程序控制下进行信息交换。

数据缓冲功能、联络功能、寻址功能、数据转换功能和中断管理功能。

输入输出接口电路通常都包含一组寄存器，实现接口的各项功能，则这些寄存器被称为I/O端口寄存器，简称端口。分为：

1.数据端口

2.状态端口

3.控制端口

I/O端口的编织方式：

（1）端口和存储单元统一编址：把I/O端口作为存储器的一个单元看待，故每个I/O端口占用存储器的一个地址。CPU对外设的操作可使用存储器操作指令，不需要专门的输入输出指令；端口地址占用内存空间使内存容量减少；执行存储器指令往往要比那些为独立的I/O操作而专门设计的指令慢。

（2）I/O端口独立编址：I/O端口和存储器分别使用两个地址空间，单独编址和译码。对于I/O端口，CPU须有专门的I/O指令去访问；端口地址不占用内存空间；端口地址译码需要使用专门的控制电路和译码电路。

在PC系列机中，使用独立编织方式。

1.I/O端口与CPU（AL或AX）的信息交换：

输入：IN CPU，端口号（AL/AX/EAX）

输出：OUT 端口号，CPU

1.无条件传送方式

特点：假设外设已准备好，即输入数据已准备好，或输出设备空闲，CPU可以直接使用IN或OUT指令完成与接口之间的数据传送。

2.查询方式

特点：使用查询方式接受数据前，CPU要查询输入数据是否准备好；使用查询方式输出数据前，CPU要查询输出设备是否空闲。只有确认外设已具备了输入或输出条件后，才能用IN或OUT指令完成数据传送。

查询式输入和查询式输出中，都要经过TEST 步骤，看是否为80H，只有不是的情况下才会进行输入输出。

3.中断控制方式

如果外设未做好数据传送准备，CPU可执行与传送数据无关的其他指令；当外设做好传送准备，可向CPU发送中断请求，请求为之服务。如果CPU响应中断请求，将暂停正在运行的程序，转入中断服务程序，完成数据的传送。等中断服务结束后，将自动返回原来运行的程序继续执行。

4.直接存储方式

用硬件实现在外设与内存间直接进行数据交换，而不是通过CPU间接交换，数据传送速度的上限则取决于存储器的工作速度，为实现DMA方式需要使用专用控制芯片DMAC。