INTERFACES
Subsistema de entrada-salida
UC -4
Descripción de la interfaz de E/S
El objetivo es saber cómo se comunica la CPU con el exterior (periféricos), además cómo se controla esta comunicación.
Periféricos:
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Presentación de datos (pantalla, impresora, etc.)
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Adquisición de datos (teclado, sensores, etc.)
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Soportes de información (discos, cintas, etc.)
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Otros (motores, válvulas, etc.)
Conexión
Existen dos tipos: bus único, dos buses.
Esquema de la interfaz de E/S
Controlador
¿Qué es un 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”.
Clasificación de los controladores de E/S
No multiplexado
Sólo controla 1 periférico: periféricos rápidos
Multiplexado
Controla varios periféricos
Multiplexado por caracteres: periféricos lentosMultiplexado por bloques: periféricos de velocidad intermedia
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 periférico
Visión funcional del controlador de E/S
Registros del controlador de E/S
Registro de Estado
Información de 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
Interfaces de Entrada / Salida
Es una familia de circuitos que permiten adaptar, leer y/o gobernar señales externas desde y hacia un sistema microprocesador
Tipos de Entradas / Salidas
Formato de la información:
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Paralelo: una línea por bit del dato y todos simultáneos.
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Serie: todos los datos a través de la misma línea y multiplexados en el tiempo
Tipo de transferencia:
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Síncrona: se envía o recibe una señal de reloj para sincronizar la transferencia de entrada / salida
Tipo de señales eléctricas
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Digitales
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Analógicas
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Mixtas
Dirección de los datos:
Entrada: todas las líneas son permanentemente de entrada
Salida: líneas permanentemente de salida
Programables: las líneas son configurables para actuar como
entradas o como salidas
Funcionalidad
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Interfaces generales: USART, Puertos paralelo
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Interfaces dedicadas: temporizadores, controlador disco duro.
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Coprocesadores de E/S
Registros de Entrada / Salida
Son registros asociados a los puertos de E/S
Tipos de registros:
Registros de datos: donde se colocan los datos a sacar al exterior o de donde se leen los datos
Registros de control: determinan el modo de operación y la configuración de la unidad de E/S
Cada puerto puede tener asociados varios registros, un mismo registro puede afectar a varios puertos, además pueden ser accesibles mediante operaciones genéricas de lectura/escritura o mediante instrucciones específicas de entrada/salida
Acceso a registros de Entrada / Salida
Dentro del mismo Mapa de Memoria
Las señales de habilitación de los integrados se generan con las líneas del bus de direcciones
Con un Mapa de Entradas / Salidas separado del Mapa de Memoria:
Si el Microprocesador dispone de instrucciones específicas (IN Registro, OUT Registro)
El μProcesador dispone de salidas que indican si se accede a Memoria o a Registro de E/S. (Salidas del 8086: M/IO, /IORc, /IOWC)
Métodos de Entrada/Salida
A) Bloqueo del Proceso: el Microprocesador espera a que el periférico conectado a la unidad de Entrada/Salida le responda.
B) Consulta Periódica (Polling): el Microprocesador consulta de manera periódica el estado del periférico.
C) Interrupción: el Microprocesador responde al periférico cuando éste le interrumpe.
