功能
- 【地址转码】地址译码&设备选择
- 【时序配合】主机外设の通信联络控制
- 【数据缓冲】数据缓冲
- 【数据转换】信号格式转换
- 【控制命令&状态查询】传送控制命令&状态信息
结构
- 三大寄存器 (通过数据线与主设备交互)
- 数据缓冲寄存器
- 状态寄存器
- 地址寄存器
- 三大数据线 (IO 总线)
- 数据线
- 状态线
- 地址线
- 地址译码 & IO状态逻辑
- 外设界面控制逻辑：面向外设
类型
- 传送方式
- 并行接口：1 byte / 1 word per time
- 串行接口：1 bit per time 有序
- 主机访问控制方式
- 程序查询接口
- 中断接口
- DMA 接口
- 功能选择灵活性
- 可编程接口
- 不可编程接口
IO 端口
IO 端口 := IO 接口电路中可被 CPU 直接读写的寄存器
Warning
IO 端口 $\neq$ IO 接口
编址
| 编址方式 | 独立编址 | 统一编址 |
|---|---|---|
| 别名 | IO 映射方式 | 存储器映射方式 |
| 实现 | 设置专门的 IO 指令和地址空间 | 主存地址空间分出部分用于 IO 端口编址 |
| 地址空间 | ✅ 可与主存地址空间重叠 | ❌ 不可与主存地址空间重叠 |
| 优点 | 1. 不占用主存地址空间 2. 寻址速度快 3. 专用 IO 指令，程序清晰，便于理解检查 |
1. 指令简单，共用 lw/sw 2. 读写控制逻辑简单 |
| 缺点 | 1. IO 指令类型少 2. 增加了控制逻辑复杂性 3. 增加了处理器引脚数 |
1. 主存空间减少 2. 外设寻址时间长 |
IO 指令
- IO 指令属于机器指令，但格式与通用指令不同