微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版) 第6章答案

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 答案

Chapter6习题解答

6.2什么是I/O端口？一般接口电路中有哪些端口？

I/O端口指的是I/O接口电路中的一些寄存器；一般接口电路中有数据端口、控制端口和状态端口。

6.3 CPU对I/O端口的编址方式有哪几种？各有什么特点？80x86对I/O端口的编址方式属于哪一种？ （1）独立编址

其特点：系统视端口和存储单元为不同的对象。 （2）统一编址（存储器映像编址总线结构）

其特点：将端口看作存储单元，仅以地址范围的不同来区分两者。 80x86对I/O端口的编址方式属于独立编址方式。

6.4某计算机系统有8个I/O接口芯片，每个接口芯片占用8个端口地址。若起始地址为9000H，8个接口芯片的地址连续分布，用74LS138作为译码器，试画出端口译码电路图，并说明每个芯片的端口地址范围。

A15 A14 … … A7 A6

微处理器系统结构与嵌入式系统设计 答案

6.6 CPU与I/O设备之间的数据传送有哪几种方式？每种工作方式的特点是什么？各适用于什么场合？

①无条件控制（同步控制）：特点：方式简单，CPU随时可无条件读/写数据，无法保证数据总是有效，适用面窄。适用于外设数据变化缓慢，操作时间固定，可以被认为始终处于就绪状态。

②条件控制（查询控制）： 特点：CPU主动，外设被动，执行I/O操作时CPU总要先查询外设状态；若传输条件不满足时，CPU等待直到条件满足。解决了CPU与外设间的同步问题，可靠性高，但CPU利用率低，低优先级外设可能无法及时得到响应。适用于CPU不太忙，传送速度不高的场合。

③中断方式： 特点：CPU在执行现行程序时为处理一些紧急发出的情况，暂时停止当前程序，转而对该紧急事件进行处理，并在处理完后返回正常程序。CPU利用率高，外设具有申请CPU中断的主动权，可以实现实时故障处理，实时响应外设的处理，但中断服务需要保护断点（占用存储空间，降低速度）。适用于CPU的任务较忙，传送速度要求不高的场合，尤其适用实时控制中紧急事件的处理。

④DMA控制： 特点：数据不通过CPU，而由DMAC直接完成存储单元或I/O端口之间的数据传送。接口电路复杂，硬件开销大，大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间，存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。

⑤通道方式：特点：以程序方式进行I/O管理，可直接访问主存储器，不需CPU干预，可通过通道程序实现除数据传输外的其他操作。

6.7常用的中断优先级的管理方式有哪几种？分别有哪些优缺点？ ①软件查询：方法简单，实现起来较容易，效率低。 ②硬件排序：占用硬件资源，效率较高。 ③中断控制芯片：成本较高，效率很高。

6.8在微机与外设的几种输入/输出方式中，便于CPU处理随机事件和提高工作效率的I/O方式是哪一种？数据传输速率最快的是哪一种？

便于CPU处理随机事件和提高工作效率的是中断方式，数据传输速率最快的是DMA控制方式。