Computadora

CAMPUS TONALA

MATERIA: ARQUITECTURA DE CUMPUTO

TEMA: Direcciones de entrada y salida

CATEDRATICO: ELOY HERRERA HERNANDEZ

AUTOR: FRANCISCO JAVIER FARRERA SÁNCHEZ

5° CUATRIMESTRE SEMIESCOLARIZADO

TONALÁ, CHIAPAS; A 03 DE ABRIL DEL 2010.

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Introducci´n a la Entrada/Salida o
Organizaci´n de entrada/salida o
La familia de procesadores 80x86, presente en el IBM PC, utiliza laarquitectura Von Neumann, que puede verse en la figura 1. El denominado bus del sistema conecta las diferentes partes de una maquina von Neumann, y en la familia 80x86 se diferencian 3 clases de buses: 1. Bus de datos, de 8, 16, 32 ´ 64 bits dependiendo del modelo (64 bits para los Pentiums o de ultima generaci´ n). El nu mero de bits se usa, en general, para determinar el tamano ´ o ´ ˜ (size )del procesador. 2. Bus de direcciones, para poder conectar la CPU con la memoria y con los dispositivos de entrada/salida. 3. Bus de control, para enviar senales que determinan como se comunica la CPU con el ˜ resto del sistema (por ejemplo, las l´neas de lectura (read ) y escritura (write ) especifican ı qu´ es lo que se est´ haciendo en la memoria). e a
Memoria

CPU

Dispositivos deEntrada/Salida

Figura 1: Arquitectura t´ ıpica de una m´quina Von Neumann a Por tanto, los dispositivos de entrada/salida son una de las partes fundamentales de la arquitectura del computador y su objetivo es la eficiencia en la gestion de las operaciones de entrada/salida, descargando a la CPU de tanto trabajo como sea posible. Estos dispositivos tienen velocidades muy variadas:

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Dispositivoslentos (como el raton, el teclado, el joystick. . . ) Dispositivos de velocidad media (como una impresora) Dispositivos rapidos (como un disco duro, una tarjeta de red. . . ) Por tanto, un dispositivo concreto no puede aceptar datos enviados a una tasa arbitrariamente alta (por ejemplo, una impresora no puede imprimir los millones de caracteres por segundo que ser´ capaz de enviarle un PentiumIV). Por ello, ha de haber alguna forma de ıa coordinar el env´ de datos entre la CPU y los perif´ricos. Esa es la mision de los circuitos de ıo e interfaz que aparecen en la figura 2. Existen 2 formas b´sicas de conectar estos circuitos de interfaz, dependiendo del tipo de a procesador en que se base la arquitectura. Ambos tipos de acceso requieren que la CPU realice el movimiento de los datosentre el perif´rico y la memoria principal: e 1. Conexion mapeada en memoria (memory–mapped I/O ), que usa “direcciones especiales” en el espacio normal de direcciones. En este caso el circuito de interfaz se conecta en el computador como si fuera memoria. Presentan este tipo de entrada/salida, por ejemplo, aquellas arquitecturas basadas en el M68000 de Motorola. Cualquier instruccion que acceda a lamemoria (como “mov”) puede acceder a un puerto I/O mapeado en memoria. 2. Conexion mediante puertos especiales de entrada/salida (I/O–mapped I/O ), que usa “instrucciones especiales” de entrada/salida 1 y un espacio de direcciones espec´ ıfico. Este es el caso de las CPUs 80x86, y por tanto el que nos interesa para este proyecto. La familia de procesadores 80x86 proporciona, por tanto, dosespacios de direcciones: Para memoria Para dispositivos de E/S El bus de direcciones (address bus ) var´a de tamano segun el procesador de la familia que se ı ˜ ´ emplee (puede ser de 20, 24 ´ 32 bits), pero para la entrada/salida es siempre de 16 bits. o Esto permite al microprocesador direccionar hasta 65536 diferentes localizaciones especiales de entrada/salida, lo que es mas que suficiente para lamayor´ de los dispositivos, aunque ıa muchas veces un dispositivo requiera mas de una direccion de entrada/salida (por ejemplo, en el caso del raton PS/2 veremos que habr´ que acceder a las direcciones 60h y 64h; en el a caso del puerto de juegos, suele ser la 201h). Hay 2 espacios de direcciones, pero un solo bus de direcciones y son las l´ ıneas de control las que deciden a qu´ espacio estamos...