СИСТЕМНО-ЗАВИСИМЫЕ СРЕДСТВА: ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА МИКРОПРОЦЕССОРОВ INTEL 8086/8088

СИСТЕМНО-ЗАВИСИМЫЕ СРЕДСТВА: ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА МИКРОПРОЦЕССОРОВ INTEL 8086/8088

     Рассмотрим различные устройства ввода-вывода, поскольку теперь мы хотим обсудить вопрос о том, как приспособить реализацию компилятора с языка Си к требованиям конкретной вычислительной системы. Многие из современных микрокомпьютеров спроектированы на основе микропроцессорных интегральных схем (ИС) INTEL 8086 и INTEL 8088. Наиболее известным является персональный компьютер IBM PC, в котором применяются ИС второго типа. Конкретный пример, который приведен ниже, относится к упомянутому компьютеру, но обсуждаемые принципы применимы и при рассмотрении других мини-машин, построенных на базе семейства микропроцессоров 8086/8088.

     В компьютере типа IBM PC кроме ИС 8088 имеются и другие устройства, например клавиатура, громкоговоритель, возможно, накопитель на мини-кассете или магнитном диске, монитор, встроенная память, таймеры, а также микропроцессоры для управления потоком данных. Центральный процессор (встроенный в кристалл 8088) должен иметь возможность взаимодействовать с остальными частями компьютера. Некоторые из таких взаимодействий осуществляются при помощи адресов памяти, другие - при помощи "портов" ввода-вывода. У микропроцессора 8088 имеется 65536 портов, которые могут использоваться при различных взаимодействиях. Для связи с этим микропроцессором каждому устройству назначается свой определенный порт или порты. (Заметим, что используются не все 65536 портов!) Например, порты 992, 993, 1000-1004 используются для связи с адаптером цветной графики. Работа громкоговорителя управляется портом с номером 97. Это выглядит несколько проще, чем управление адаптером цветной графики, поэтому мы используем его для иллюстрации работы портов ввода-вывода.

     Порт 97 не управляет непосредственной работой громкоговорителя. Устройство, осуществляющее эти функции, называется "Программируемый параллельный интерфейсный контроллер 8255". Этот микропроцессор имеет три "регистра" (небольших, легко до ступных элемента памяти), в каждом из которых содержится некоторое число. Числа в регистрах используются для управления работой данного устройства. Каждый регистр связан с ИС 8088 через порт, и регистру, управляющему громкоговорителем, выделен для связи порт 97. С его помощью управление данным устройством осуществляется путем изменения числа в регистре. При посылке правильного" числа громкоговоритель издает звуковой сигнал; посылка же "неправильного" числа может вызвать ряд проблем. Поэтому нам необходимо знать, какие числа требуется посылать и как их нужно посылать. В частности, нам хотелось бы знать, как использовать язык Си для подобного рода операций.

                                           РИС. 6.6. Связь контроллера 8255 с микропроцессором INTEL 8088.

     Давайте сначала посмотрим, какие нужно посылать числа. Первым необходимо знать - регистр контроллера 8255 может принять 8- разрядное число, которое помещается туда в двоичном коде, например, 01011011. Каждый из восьми разрядов памяти рассматривается как переключатель "включено-выключено" для соответствующего устройства или воздействия. Наличие 0 или 1 в соответствующей позиции определяет, включено или нет соответствующее устройство. Например, разряд 3 (разряды нумеруются от 0 до 7 справа налево) определяет, включен или нет электродвигатель нателя на мини-кассете, а разряд 7 разрешает или запрещает работу с клавиатурой терминала. При передаче числа в регистр необходимо соблюдать осторожность. Если при включении громкоговорителя мы не обратим внимания на остальные разряды, то случайно можем выключить клавиатуру! Поэтому давайте посмотрим с помощью рис. 6.7, чему соответствует каждый разряд. (Используемая информация взята из технического справочного руководства фирмы IBM, и мы вовсе не должны знать, что большинство из этих разрядов означает.)

разряд 0 + включение громкоговорителя через таймер 2

разряд 1 + наличие данных для работы громкоговорителя

разряд 2 + (чтение ключа размера оперативной памяти) или (чтение резервного ключа)

разряд 3 + выключение двигателя накопителя на мини-кассете

разряд 4 - разблокировка оперативной памяти

разряд 5 - разблокировка контроля ввода-вывода

раздяр 6 - поддержание низкой тактовой частоты задающего генератора клавиатуры

разряд 7 - (разблокировка клавиатуры) или + (сброс клавиатуры & разрешение опроса программно-опрашиваемых переключателей)

РИС. 6.7. Порт 97 назначение управляющих разрядов

     Обратите внимание на знаки + и - на рис. 6.7. Знак + указывает, что в соответствующем разряде выполнение условия обозначается через 1, а знак - указывает, что выполнение условия в разряде обозначается через 0. Поэтому 1 в 3-м разряде показывает, что двигатель накопителя на мини-кассете выключен, в то время как 0 в 4-м разряде указывает на возможность доступа к памяти.

     Каким образом можно включить громкоговоритель? Оказывается, для этого необходимо в 0-й разряд (включение громкоговорителя через таймер 2) и в 1-й разряд (наличие данных для работы громкоговорителя) заслать 1. Это означает, что для включения громкоговорителя через порт 97 необходимо послать в регистр двоичное число 11 (или десятичное число 3). Но, перед тем как приступить к этому, учтите, что данная операция имеет такие побочные эффекты, как, например, установка разряда 4 в 0, что может оказаться вовсе нежелательным. Одна из причин, по которой мы не рассказали, как использовать порты, заключается в том, чтобы предотвратить неприятные последствия вашей поспешности.

     Для надежности мы должны проверить сначала, что содержится в регистре. К счастью, это совсем не трудно (мы продемонстрируем это чуть позже). Ответ выглядит так: в регистре обычно содержатся числа "76" или "77 ". Давайте переведем их в двоичную систему. (Здесь вам, возможно, захочется заглянуть в таблицу преобразования в двоичный код, которая приводится в конце книги в приложении.) Результаты преобразования некоторых чисел приве-дены в табл. 6.1.

     Не вдаваясь в подробности по поводу значения слов "поддержание низкой тактовой частоты задающего генератора клавиатуры

Таблица 6.1.

Десятичное число Номер разряда 7 6 5 4 3 2 1 0
76   0 1 0 0 1 1 0 0
77   0 1 0 0 1 1 0 1
78   0 1 0 0 1 1 1 0
79   0 1 0 0 1 1 1 1
Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

7.2.2.3. Планировщик ввода-вывода

Из книги Fedora 8 Руководство пользователя автора Колисниченко Денис Николаевич

7.2.2.3. Планировщик ввода-вывода В ядре 2.6 появилась возможность самостоятельно выбирать планировщик ввода-вывода. Всего используется четыре плани-ровщика.• noop - самый простой планировщик ввода-вывода, практически ничего не умеет, создавался в расчете на использование


5.4.1. Потоки ввода-вывода

Из книги Linux для пользователя автора Костромин Виктор Алексеевич

5.4.1. Потоки ввода-вывода Когда программа запускается на выполнение, в ее распоряжение предоставляются три потока (или канала): • стандартный ввод (standard input или stdin). По этому каналу данные передаются программе; • стандартный вывод (standard output или stdout). По этому каналу


5.2. Перенаправление ввода/вывода

Из книги Linux-сервер своими руками автора Колисниченко Денис Николаевич

5.2. Перенаправление ввода/вывода Практически все операционные системы обладают механизмом перенаправления ввода/вывода, и Linux не является исключением из этого правила. Обычно программы вводят текстовые данные с консоли (терминала) и выводят данные на консоль. При вводе


19.7.2. Перенаправление ввода/вывода

Из книги Основы AS/400 автора Солтис Фрэнк

19.7.2. Перенаправление ввода/вывода Перенаправление ввода/вывода уже рассматривалось в гл. 5, поэтому я лишь напомню общий формат команд:команда > (>>) файлсписок > (>>) файлКак вы уже знаете, при использовании одного знака больше файл, в который переназначен вывод,


Система ввода-вывода

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

Система ввода-вывода Ввод-вывод — это Родни Дэнжерфилд[ 76 ] (Rodney Dangerfield) вычислительных систем: на него никто не обращает внимания. Всеобщий любимчик — процессор, а подсистема ввода-вывода рядом с ним — падчерица. Вот пример: когда надо охарактеризовать производительность


Операции ввода-вывода в AS/400

Из книги Linux: Полное руководство автора Колисниченко Денис Николаевич

Операции ввода-вывода в AS/400 Теперь от аппаратной архитектуры ввода-вывода AS/400 перейдем к совместной работе OS/400, SLIC и аппаратуры при выполнении операции ввода-вывода для прикладной программы. Сначала рассмотрим объекты, поддерживающие ввод-вывод, затем — многоуровневую


Порты завершения ввода/вывода

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

Порты завершения ввода/вывода В главе 14 описываются порты завершения ввода/вывода, которые предоставляют другой механизм, позволяющий избежать состязательности между потоками путем ограничения их количества. Порты завершения ввода/вывода дают возможность небольшому


Порты завершения ввода/вывода

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

Порты завершения ввода/вывода Порты завершения ввода/вывода, поддерживаемые лишь на NT-платформах, объединяют в себе возможности перекрывающегося ввода/вывода и независимых потоков и используются чаще всего в серверных программах. Чтобы выяснить, какими требованиями


Пример: сервер, использующий порты завершения ввода/вывода

Из книги Разработка ядра Linux автора Лав Роберт

Пример: сервер, использующий порты завершения ввода/вывода Программа 14.4 представляет видоизмененный вариант программы serverNP (программа 11.3), в котором используются порты завершения ввода/вывода. Этот сервер создает небольшой пул серверных потоков и больший пул


3.4.6. Потоки ввода-вывода

Из книги Конец холивара. Pascal vs C автора Кривцов М. А.

3.4.6. Потоки ввода-вывода Как я уже сказал, каждому процессу сопоставлена таблица открытых им файлов. Три первых позиции в этой таблице заняты всегда: каждый процесс открывает потоки (помните, что в UNIX файл — это и есть поток данных?) для ввода и вывода данных, а также вывода


Подсистема ввода/вывода

Из книги Описание языка PascalABC.NET автора Коллектив РуБоард

Подсистема ввода/вывода Подсистема ввода/вывода выполняет запросы файловой подсистемы и подсистемы управления процессами для доступа к периферийным устройствам (дискам, магнитным лентам, терминалам и т.д.). Она обеспечивает необходимую буферизацию данных и


6.2. Модели ввода-вывода

Из книги автора

6.2. Модели ввода-вывода Прежде чем начать описание функций select и poll, мы должны вернуться назад и уяснить основные различия между пятью моделями ввода-вывода, доступными нам в Unix:? блокируемый ввод-вывод;? неблокируемый ввод-вывод;? мультиплексирование ввода-вывода


Планировщики ввода-вывода

Из книги автора

Планировщики ввода-вывода Простая отправка запросов на устройство ввода-вывода в том же порядке, в котором эти запросы направляет ядро, приводит к очень плохой производительности. Одна из наиболее медленных операций, которые вообще могут быть в компьютере,— это поиск по


Процедуры ввода и вывода

Из книги автора

Процедуры ввода и вывода Для ввода исходных данных применяются процедуры READ и READLN. После выполнения процедуры READ значение следующего данного читается из этой же строки, а при выполнении процедуры READLN – с новой строки.READ – читатьНапример: READ (X);READLN – читать с новой


Процедуры ввода и вывода

Из книги автора

Процедуры ввода и вывода Стандартная библиотека ввода-вывода языка C подключается с помощью директивы препроцессора #include <stdio. h>Форматный ввод данных пользователя с клавиатуры производится функцией scanf ().scanf (CONTROL, ARG1, ARG2, …);Данная функция осуществляет чтение


Подпрограммы ввода-вывода

Из книги автора

Подпрограммы ввода-вывода procedure Read(a,b,...); Вводит значения a,b,... с клавиатуры procedure Readln(a,b,...); Вводит значения a,b,... с клавиатуры и осуществляет переход на следующую строку function ReadInteger: integer; Возвращает значение типа integer, введенное с клавиатуры function ReadReal: