subsistms

SUBSISTEMA DE
ENTRADA-SALIDA
Arquitectura de Computadores I
4º tema

1

Descripción de la interfaz de E/S
• Objetivo
- Cómo se comunica la CPU con el exterior (periféricos de E/S)
- Cómo se controla esta comunicación.

• Periféricos
- Presentación de datos (pantalla, impresora,...)
- Adquisición de datos (teclado, sensores,...)
- Soportes de información (discos, cintas,...)
-Otros (motores, válvulas,...)

• Conexión (bus único, dos buses)
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

2

Esquema de la interfaz de E/S
datos
@
control

CPU

MEM

Kp

Periférico

Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

3

Controlador
• Justificación
gran variedad de periféricos con diferentes conexiones físicas
a los buses y controlados de forma muy diferente
electrónicamente.• Controlador
Dispositivo electrónico que se interpone entre los buses del
sistema y el periférico y que es visible a nivel de LM como
un conjunto de registros. El controlador descarga a la CPU
del control directo del dispositivo
“La CPU se comunica con los periféricos a través de los
registros del controlador”.
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

4

Clasificación de loscontroladores de E/S
• No multiplexado
– Sólo controla 1 periférico: periféricos rápidos

• Multiplexado
– Controla varios periféricos
– Multiplexado por caracteres: periféricos lentos
– Multiplexado por bloques: periféricos de velocidad
intermedia

Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

5

Clasificación de los controladores de E/S
buses
CPU

MEM

Kp

No Multiplexado

P
buses
CPUMEM

K
P1

P2

Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

Multiplexado
P3
6

Funciones del controlador de E/S
• Diálogo con la CPU
– Recibe peticiones para realizar operaciones de E/S
– Avisa acerca del estado de los periféricos

• Control del periférico
– Controla que el periférico realice la operación indicada
por la CPU

• Facilitar la transferencia con el periféricoSubsistema de Entrada-Salida (ACI)

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Visión funcional del controlador
de E/S
MEMORIA

datos
DATOS

CPU

@
ESTADO

control

Interfaz
con el
periférico

Interfaz
Interfaz
con el
con el
controlador exterior

CONTROL

invisible a L.M.

controlador
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

periférico
8

Registros del controlador de E/S
• Registro de Estado
– Informaciónde estado: se ha pulsado una tecla, se ha
terminado la escritura en disco, etc.
– Información leída por la CPU

• Registro de control
– Información de control: la operación a realizar (r/w), la
forma de trabajar del periférico, etc.
– Información escrita por la CPU

• Registro de datos
– Información a transferir entre el periférico y la CPU
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

9Esquema de la interfaz de E/S
datos
@
control

CPU

MEM

Kp

Periférico

¿Cómo se accede a los registros del controlador?
• E/S mapeada en memoria
• E/S no mapeada en memoria
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

10

Mapa de memoria
E/S mapeada en memoria
Mapa de memoria
FFFFh

E/S
C000h
BFFFh
Registros
de E/S

32 K

RAM

64 K

4000h
3FFFh

ROM

16 K
0000hSubsistema de Entrada-Salida (ACI)

11

Ejemplo de E/S MAPEADA en MEMORIA
RD/WR
DATOS

16
7

6

5..0

6 1

0

6

@

6 1

0

@

16

16

RD/WR

RAM

OE RD/WR
[1000001]

[0xxxxxx]

datos

CS = A 6

OE = A 6

RAM

0

16

16

CS

6 1

0000000

A1 A0

LD RD/WR
[1000011]

control
LD = A 6 A 1 A 0

Reg. datos
Reg. control
Reg.estado
Subsistema de Entrada-Salida (ACI)

OE RD/WR
[1000010]

estado
OE = A 6 A 1 A 0

1000001
1000011
1000010
12

E/S mapeada en memoria
• Ventajas
– Acceso a los registros: mismas instrucciones y modos
de direccionamiento que para el acceso a memoria
– CPU no diferencia el acceso a memoria y a los reg. E/S

• Desventajas
– Menor espacio direccionable de memoria
– Dificultad...