嵌入式系统设计师学习笔记⑦:输入输出设备管理
发布日期:2021-05-08 22:01:40 浏览次数:24 分类:精选文章

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嵌入式系统设计师学习笔记:输入输出设备管理

当涉及到嵌入式系统的输入输出设备管理时,理解不同程序控制方式以及如何有效管理I/O设备的输入输出操作显得尤为重要。

1. 程序控制方式

嵌入式系统中,CPU对外围设备的控制有两种主要方式:无条件传送方式和程序查询方式。

  • 无条件传送方式:这种方式下,外设总能接收CPU发来的数据,并能随时向CPU提供输入数据。这种方式操作简便,但可能会导致CPU等待I/O操作的时间较长。

  • 程序查询方式:这种方式通过执行程序来检查外设的状态,判断外设是否准备好接收数据或提供输入数据。这样可以让CPU更有针对性地为外设服务,不需要一直等待I/O操作。

2. 中断方式

在中断方式下,I/O设备不需要CPU一直等待,而是在完成任务后通过硬件中断信号通知CPU。这种方式可以提高CPU的利用率。

嵌入式系统中处理多个中断源时,可以采用以下方法:

(1)多中断信号线法

每个中断源都有自己的中断请求信号线。

(2)中断软件查询法

CPU轮询中断源,检查每个设备的响应,软件根据优先级确定处理顺序。

(3)菊花链法

所有I/O模块共享一根中断信号线,中断确认信号以链式形式在各模块间连通。

(4)总线仲裁法

总线仲裁机制决定谁能发出中断请求。

(5)中断向量法

通过中断向量表存储各中断源的中断服务程序入口地址。

3. 直接存储器存取方式(DMA)

DMA技术允许CPU在数据传送期间进行其他操作。大致流程如下:

  • 外设向DMA控制器(DMAC)提出传送请求。
  • CPU响应DMAC的请求,释放对总线的控制权。
  • DMAC处理数据传送请求完成后,通知CPU接下来的总线周期。
  • 4. 输入输出处理机(IOP)

    IOP作为一个特殊的处理器,负责管理外围设备,与主存实现数据传送。


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