Entrada Salida

Tema 4: SISTEMAS DE ENTRADA/SALIDA
ÍNDICE
Introducción.
Módulos de Entrada/Salida: comunicación CPU - Periféricos.
Mapa de Entrada/Salida: común y separada.

1.
2.
3.
4.

Introducción a los métodos de programación de E/S.
E/S programada.
„
E/S por interrupciones.
„
Acceso directo a memoria.
Canales y procesadores de E/S.
Ejemplo de dispositivo de E/S: puerto paralelo (interfaz centronics).
„5.
6.

1

Introducción (I)
„

Un computador no puede estar formado sólo por la CPU y la
memoria.

„

Para darle alguna utilidad debe comunicarse con el mundo
exterior (periféricos) a través del subsistema de entrada/salida.

CPU
Interconexiones

Memoria

E/S
Periféricos

1. Introducción

2

1

Introducción (II)
La misión principal del subsistema de E/S es
adaptar los dispositivos externos
antes deconectarlos al bus del sistema.

¿Por qué no se conectan directamente
al bus del sistema?
La velocidad de transmisión de datos de los periféricos es siempre
menor que la de la memoria y la CPU. Es necesario amortiguar esa
diferencia de velocidades.
Debido a la gran diversidad de periféricos no es posible incorporar
toda la lógica necesaria en el computador para manejar cada uno
de éstos.
Lostamaños y formatos de datos de los periféricos son diferentes a
los del resto del computador.

„

„

„

1. Introducción

3

Implementación del sistema de E/S
„

Hay dos formas de implementar la E/S en un computador:
1.

Construir a medida el subsistema utilizando elementos básicos. (Ejemplo:
circuito para que al escribir un ‘1’ en una dirección de memoria se ilumine un
LED).

2.

o bien incorporar yprogramar dispositivos estándares más complejos y
genéricos (Ej. 8255).

(2)

(1)

1. Introducción

4

2

Funciones Básicas del sistema de E/S
„

„

Direccionamiento: Selección del dispositivo correspondiente de
entre todos los dispositivos presentes en el sistema.
Sincronización: Permitir que la CPU y la memoria (alta
velocidad transferencia de datos) se puedan comunicar con los
dispositivosde E/S (baja velocidad) sincronizando los envíos de
datos entre ambos. (Inicio de la transferencia).

„

Transferencia: El sistema de E/S debe tener toda la circuitería y
señales de comunicación apropiadas para llevar a cabo la
comunicación con cada uno de los dispositivos del sistema.
(Método de transferencia).

1. Introducción

5

Comunicación CPU - Periféricos
La E/S se implementa medianteperiféricos.
„ Periférico:
‰

‰

‰

Elemento que permite la transferencia de información entre la CPU
y el mundo exterior.
Interfaz que traduce la información asíncrona y analógica del
mundo exterior a la información síncrona y codificada del
computador.
Dos partes: módulo de E/S (controlador) y dispositivo externo.

2. Periférico

6

3

Comunicación CPU - Periféricos
disco

Módulo E/S
Bus
sistemaDispositivo
Bus
periféricos

Comunicación
CPU/Mem
periférico

Comunicación exterior

2. Periférico

7

Comunicación CPU - Periféricos

Impresora

CPU

Memoria

Teclado

Monitor

Módulo
E/S

Módulo
E/S

H.D.

Módulo
E/S

Módulo
E/S
Bus del sistema

2. Periférico

8

4

Módulo de E/S
Funciones
Elemento que permite la conexión de un dispositivo externo al bus del sistema.
Control y Temporización:1.
„

Comunicación con la CPU:

2.
„
„
„
„

3.
4.
5.

Coordina el tráfico entre dispositivos internos (memoria, CPU) y externos
(impresora, monitor, …).
Reconocer la dirección de la CPU que identifica al dispositivo externo
Recepción y decodificación de mandatos (comandos) desde la CPU
Transferencia de datos entre la CPU y el dispositivo externo
Información sobre el estado del periféricoComunicación con el/los dispositivo/s (órdenes, estado, datos).
Almacenamiento temporal de datos.
Detección de errores.

2. Periférico. Módulo de E/S

9

Comunicación CPU – Dispositivo externo
Dirección
Datos

Ordenes

Control

Estado

Estado

Dato Entrada
Control

Datos
Dato Salida

CPU

Modulo E/S

DISPOSITIVO
EXTERNO

2. Periférico. Módulo de E/S
10

5

Comunicación CPU – Dispositivos externos

2....