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SUBSISTEMAS DE ENTRADA Y SALIDA (E/S)

1. Conexión Procesador-Periférico

El sistema de entrada y salida permite la comunicación con el mundo exterior.
Está formado por varios dispositivos periféricos que intercambian datos con el exterior y se comunica con el uP (microprocesador) a través de módulos de E/S.
Los módulos contienen controladores que se encargan del buen funcionamiento de losperiféricos.

Los módulos deben ser inteligentes y considerar las siguientes características:
Los periféricos usan métodos de operación diferentes.
Los periféricos usan formatos diferentes al uP, por lo que debe haber un mecanismo para poder comunicarlos.
La velocidad de transferencia de los periféricos es más lenta que el uP con la memoria.

Los módulos de E/S establecen reglas(interfaces) para conectarse con el uP y la memoria través del bus del sistema, y con los periféricos a través de enlaces para datos.

2. Fases en la operación de E/S

A. Fase de direccionamiento:
Se identifica el controlador del dispositivo.
Se indican las operaciones que se van a realizar en algún registro del controlador los cuales ocupan una dirección única en el sistema.
Cuando el uP escribeuna dirección en el bus, todos los controladores la leen para determinar si va a usar alguno de sus registros.
Se leen las líneas de control L/E (lectura escritura).
Se contesta al uP.

B. Fase de Sincronización y coordinación de operaciones de E/S: se decide donde comienza la transferencia.

C. Fase de Transferencia de datos: se lleva a cabo la L o E del controlador con el MP.
En loscontroladores existen registros para facilitar la sincronización entre el procesador y el periférico:
Registro de Control: programa el tipo de operación a realizar.
Registro de Estado: informa sobre la disposición del controlador.
Registro de Datos: almacena temporalmente los datos que van a ser transferidos.

3. Clasificación de los dispositivos de E/S.

Las operaciones de E/S se realizan através de una serie de dispositivos externos que intercambian datos con el mundo exterior y se conectan con el computador a través de un enlace o bus que sirve para programar las operaciones, intercambiar datos, comprobar el estado del periférico y el resultado de la operación y se pueden clasificar por:
Comportamiento: E, S o almacenamiento.
Destino de la comunicación: Humano o máquina.
Tasa dedatos: Velocidad de transmisión.

4. MODULOS DE E/S

El módulo de E/S es responsable de controlar a uno o más dispositivos externos y de intercambiar datos entre estos dispositivos y la memoria o alguno de los registros del uP. Consta de 2 interfaces: una interna(Al uP y a la Memoria) y otra externa (a los periféricos).

Las funciones de un módulo de E/S se pueden resumir en:

A. Control ytemporización: Como el uP se comunica con los periféricos los recursos internos se comparten para realizar una serie de actividades.

B. Comunicación con el uP

Decodificación de la orden: las órdenes se envían al módulo y el módulo las envía al periférico por el bus de control.
Datos: los datos se intercambian por el bus de datos
Notificación del estado: Indica la disponibilidad deldispositivo.
Reconocimiento de la dirección: cada dispositivo externo debe tener una dirección que debe reconocer al módulo que lo controla.

C. Comunicación con el periférico: Recoge el envío de órdenes, información de estado y otros.

D. Almacenamiento temporal de datos: Los datos que van de memoria al módulo llegan en forma de ráfaga, se almacenan en el módulo y poco a poco se van enviando alperiférico.

E. Detección de errores: El módulo de E/S es responsable de la detección de errores y de la notificación de los mismos al uP.

5. PROGRAMACION DE LAS ÓRDENES EN LOS DISPOSITIVOS

Para realizar una operación de E/S el uP debe generar una dirección que especifique el periférico al que se quiere acceder, luego se enviará la orden que se quiere ejecutar.
Cuando el uP, la Memoria y...