现代微型计算机原理与接口技术习题解答(接口部分)

《现代微型计算机原理与接口技术习题解答(接口部分)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、习题五1．接口电路与外部设备之间传送的信号有哪几种？传输方向怎样？数据信号：对于输入设备，数据信号从外设通过接口送往总线，对于输出设备，数据信号从总线通过接口发往外部设备。状态信号：状态信号表明外部设备当前的工作状态，用来协调CPU与外部设备之间的操作。状态信号总是从外部设备通过接口发往总线。控制信号：控制信号是CPU向外设发出的命令，它指定设备的工作方式，启动或停止设备。控制信号从CPU通过接口发往外部设备。2．接口电路有哪些功能？哪些功能是必需的？接口电路可以具备：设备选择功能、信息传输功能、数据格式转换功能、联络功能、中断管理功能、复位功能、可编程

2、功能和错误检测等功能。其中设备选择功能和信息传输功能是每一个接口电路所必备的。其他的功能是否需要则由设备的特点和工作方式决定。3．I/O端口的编址有哪几种方法？各有什么利弊？80X86系列CPU采用哪种方法？I/O端口的编址有两种不同的方式。I/O端口与内存统一编址：把内存的一部分地址分配给I/O端口，一个8位端口占用一个内存单元地址。已经用于I/O端口的地址，存储器不能再使用。I/O端口与内存统一编址后，访问内存储器单元和I/O端口使用相同的指令，这有助于降低CPU电路的复杂性，并给使用者提供方便。但是，I/O端口占用内存地址，相对减少了内存可用范围。

3、而且，由于难以区分访问内存和I/O的指令，降低了程序的可读性和可维护性。I/O端口与内存独立编址：这种编址方法中，内存储器和I/O端口各自有自己独立的地址空间。访问I/O端口需要专门的I/O指令。80x86CPU采用I/O端口独立编址方式。4．按照传输信号的种类，I/O端口有几种？它们信号的传输方向怎样？按照传输信号的种类，I/O端口有三种：数据端口：数据信息从端口输入CPU（输入设备接口），或者从CPU写入端口（输出设备接口）;状态端口：外设状态信息从端口输入CPU；控制端口：命令信息从CPU写入端口。5．I/O端口译码电路的作用是什么？在最小模式和最

4、大模式下分别有哪些输入信号？I/O端口译码电路用于产生端口的读写选择信号。在最小模式下，译码电路接受来自总线的地址信号（16位），（=0），或者信号。最大模式下，译码电路接受地址信号（16位），或者信号。1．外部设备数据传送有哪几种控制方式？从外部设备的角度，比较不同方式对外部设备的响应速度。外部设备数据传送有以下四种控制方式。直接传送方式（也称为无条件传送方式、同步传送方式）：这种情况下，外部端口完全被动地等待CPU的访问，没有确定的响应速度，响应时间取决于CPU忙碌的程度以及程序对外部设备控制采取的策略。查询方式：如果CPU在某一时刻只对一个外设采用

5、查询方式进行数据传输，CPU的响应延迟约为3~10个指令周期。响应速度快于中断方式，慢于DMA方式。中断方式：CPU的响应延迟平均为几十个指令周期，慢于查询方式，但是这种方式可以同时管理多个外部设备。DMA方式：外部端口的传输请求由DMA控制器响应，由于DMAC是一个专用于传输控制的电路，任务单一，不发生DMA传输竞争时，响应延迟仅为1~2个DMAC使用的时钟周期，远快于中断方式和查询方式。2．叙述一次查询式输出过程中，接口内各电路、信号的状态变化过程。一个数据的查询式输出过程由二个阶段组成：CPU从接口反复读取状态字：由地址译码电路产生状态端口选择信号

6、，该信号不影响接口内部的状态。外部设备输出完成后，返回“确认”信号，该信号将状态寄存器相关位（READY）置位。如状态字表明外设已处于“就绪”状态，则向数据端口传送数据。由地址译码电路产生的数据端口选通信号一方面将数据总线上的数据写入数据寄存器，同时清除状态寄存器中的相关位（READY），向输出设备发出输出启动信号。有的输出接口设有控制端口，输出启动信号通过写控制端口产生。3．比较程序中断方式和查询方式的区别，根据比较，指出中断工作方式的优缺点。中断方式：外部设备工作完成后，通过“中断请求”信号“主动”向CPU“报告”。查询方式：外部设备工作完成后，状态

7、信号储存在接口电路内，被动地等待CPU来读取。根据上述比较，可以得到中断工作方式的如下特点：优点：1）CPU能够及时了解外部设备的状态，从而对外部设备IO请求进行及时处理。2）由于CPU“被动”地等待外部设备的“中断请求”，外部设备进行输入/输出操作时，CPU可以同时执行其他的程序，CPU和外部设备“并行”工作。3）由于同样的原因，在中断方式下，CPU可以同时管理多台外部设备，CPU的效率得到提高。缺点：1）用中断方式需要CPU增加相应的管理逻辑，增加了CPU电路的复杂性。2）由于CPU“被动”地接收“中断请求”信号，CPU必须通过与外部的一个联络过程才

8、能知道是那一个设备在申请中断，这增加了响应时间。为了从当前任务转移到中断服务，C