输入输出系统（四） - I/O接口

接口可以是硬件与硬件之间， 可以是软件与软件之间； 也可以是硬件与软件之间。 这篇文章主要讲主机与I/O设备的接口。

一、 为什么要用接口？

1， 前面已经说过计算机内部采用的是总线结构， 每个外部设备都有其自己的地址， 主机通过地址来确认这次信息传输是传给哪个地址， 接口首先就要实现设备的选择， 确认哪个设备参与此次运输。 --  实现设备的选择

2， 有些设备速度很快（比如：内存）， 有些设备速度很慢（比如：键盘）， 要通过接口进行数据缓冲达到数据匹配的目的。  --- 实现速度缓冲使达到速度匹配

3， 接口与主机采用并行传输，  外设与接口可能采用的是串行传输； 要在接口里面完成数据格式的转换。 -- 实现数据格式的转换

4， 主机与I/O设备工作电平可能不一致， 通过接口来转换电平， 是主机与I/O设备协调运行。 -- 实现电平的转换

5， 主机将控制命令传输到接口当中， 接口将这个命令传输到外设当中。 -- 控制命令的传输

6， 反映设备的状态（“忙”、“就绪”、“中断请求”）等。 -- 反映设备的工作状态

二、接口的功能与组成

如上六条所示， 

1， 总线连接方式的I/O接口电路

设备选择线：就是地址线； 它是单向的，

数据线：数据传输线路， 双向。 条数与接口类型有关系

命令线：由主机发出， 经过译码之后可以让设备做某事。

状态线：单向。

一般接口至少都包含四个基本功能，如下图：

设备的状态标记是使用一系列的触发器来实现的， 设备一共有三种状态：忙、就绪、中断请求。 “忙”状态是使用工作触发器

来标记的。 “就绪”状态是使用完成触发器来标记的 。“中断请求”状态是使用中断请求触发器INTR来标记的， 中断请求是外部

设备向CPU发出的， 如果CPU此时处理的事情优先级小于中断请求的， 那么执行响应中断， 执行中断里面的。 但是如果此时

CPU处理的事情的优先级比中断请求高的话， 那么就暂时不响应中断； 所以就有一个屏蔽触发器MASK； 屏蔽此时的中断请求。

由上面的功能和组成可以知道I/O接口的基本电路：

三、接口分类

1， 按数据传输方式

串行传输

并行传输

2， 按功能选择的灵活性

可编程

不可编程

3， 按通用性

通用接口

专用接口

4， 按数据传输的控制方式

程序查询方式

程序中断方式

DMA方式