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MODULO E/S, viene a solucionar, cómo funciona? - Coggle Diagram

- - - - a diferentes velocidads
      - con diferentes formatos
- - - - interface entre el periferico y el modulo de E/S
      - señales
        
        señales de control: función a realizar. por ej INPUT, READ ,OUTPUT, WRITE
        
        señal de estado: READY , NOT READY
      - control lógico: manejo de direccionamiento
      - transductor: conversión de datos
      - buffer:adaptación (1,8 o 16 bits)
- - - - E/S mapeada/asignada en memoria
        
        dispositivos de E/S y memoria comparten un único espacio de direcciones
        
        no hay ordenes )instruciones) especificas para entrada salida , esto puede ser una ventaja
        
        aca puedo sumar directamente un numero ingresado en memoria
        
        la desventaja es que ocupa espacio en memoria obviamente
        
        este no lo usamos por que no es el que usa intel, lo usa motorola
      - E/S aislada
        
        espacio de direcciones separado
        
        los números para las direcciones de memoria son distinto de los numeros para las direcciones de entrad salida
        
        no se juntan porque hay dos instrucciones distintas: el mov es para ir entre cpu y memoria y el out para cualquier dispositivo y la cpu
        
        cuando la UC decodifica un OUT o IN , activa las lineas de bus de control iow (input output write) ior(input output read)
        
        cuando la UC decodifica un MOV, activa las lineas del bus de control mwr =memory write y mrd =memory read.
        
        ventaja: todo se resuelve con IN y OUT. cualquier dispositivo (es el estilo que ha triunfado) hace que cualquier dispositivo se maneje de la misma manera
        
        necesidad de lineas especiales de e/s y de memoria
        
        ordenes especificas para e/s (conjunto limitado)
        
        todas las operaciones son entre procesador y memoria
        
        si quiero sumar un numero de un registro y otro numero ingresado por teclado primero tengo que mandar el numero ingresado por teclado a un registro, no lo puedo sumar directamente ingresado de teclado porque ninguna de las instrucciones tiene como fuente una entrada de e/s
        
        este es el que usa intel y por tanto el simulador
      - cualquier registro de cualquier dispositivo tiene asignada una dirección
    - - lectura o escritura
      - transferencia desde memoria -> periferico
        
        la transferencia ocurre luego que la cpu determinó que el periferico está listo
        
        esto puede ser por consulta de estado o a la espera de un pedido de interrupcion
        
        sobrecarga:se produce cuando hay que ejecutar varias instrucciones por cada dato transferido
        
        para llevar la cuenta de la cantidad de datos transferidos y para incrementar el puntero a memoria
        
        con interrupciones esto se complica un motnon porque cada vez que hay una interrupcion ,existen instrucciones para salvar el contexto y luego instrucciones para volver al punto de interrupcion
        
        es eficiente cuando hay pocas isntrucciones
      - acceso directo a memoria - DMA
        
        SOLUCION
        
        igual no es que un metodo mate a otro, va evolucionando pero depende de lo que vayamos a hacer el metodo de transferencia que nos convenga usar
        
        estrategia utililzada para transferir grandes cantidades de datos
        
        la transferencia de datos entre memoria y periferico es hecha sin intervencion de la cpu
        
        la operacion es controlada por otro dispositivo : CDMA
        
        realiza las mismas funciones que hace la CPU para transferir datos a la memoria . para cada palabra de datos transferida genera el direccionamiento y todas las señales necesarias para el manejo del bus
        
        la ventaja es que aunque deje parada la cpu es mejor que si la interrumpo
        
        CDMA: controlador de accedo directo a memoria en el simulador
        
        el simulador realiza transferencia de datos memoria - memoria o memoria- periferico y a la inversa
        
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        trabaja por robo de ciclo
        
        tamaño máximo del bloque a transferir 64 kbytes
        
        tiene un unico canal
        
        ETAPAS
        
        1) iNICIALIZACIÓN: interviene la CPU .Configuracion de dispositivos, direcciones, a qué dispositivo transferir ,etc.
        
        2)2)transferencia de datos en sí : no interviene la CPU
        
        3)finalizacion: intervine de nuevo la CPU.
        
        en esta etapa se produce una interrupción por parte del cdma
        
        MODOS DE TRANSFERENCIA
        
        Modo RAFAGA(BURST):cuando el CDMA toma el control del bus, transfiere un bloque de datos y no lo libera hasta que termina
        
        MODO DE ROBO DE CICLO:el cdma toma el control del bus , transfiere el dato y luego devuelve el control del bus . Luego la CPU ejecuta una instrucción y si el CDMA necesita hacer otra transferencia vuelve a pedir el uso del bus y transfiere el dato . Y asi se van alternando entre ejecucion (cpu) y transferencia (cdma). se llama robo de ciclo porque para a la cpu,no tiene que salvar nada en la pila. es como si le hubiera robado los ciclos de reloj. no le manda el timer entonces la cpu no puede hacer nada
        
        MODO TRANSPARENTE:el cdma transmite en aquellos casos en los que la cpu no utiliza los buses (ej: movimiento entre registros o increementar el contador de programa). acá a diferencia del robo deciclo no paro el clock, pero uso los instantes en que la cpu no usa los buses.
        
        cualquiera de estos modos es mejor que si hace todo la cpu
        
        en los ejercicios también tenemos que configurar el PIC, porque el controlador de DMA esta unido a la INT3 del pic, solo para avisar que terminó. NO PARA TRANSFERIR DATOS. es el unico momento en el que el cdma usa una interrupcion en el pic
    - - mecanismos de control y sincronizacion de la transferencia de datos
      - TECNICAS DE GESTIÓN DE LA ENTRADA /SALIDA
        
        E/S PROGRAMADA con espera de respuesta
        
        la CPU tiene el control directo sobre la operación de E/S
        
        comprobación del estado del dispositivo
        
        envío de comandos de lectura y escritura
        
        transferencia de datos
        
        la cpu pregunta continuamente: está libre la impresora? está libre la impresora? es como polling . cuando detecta que está libre hace lo que tenga que hacer
        
        la cpu espera que el modulo de e/s termine la operación
        
        por lo que la CPU permance ociosa ese tiempo :cry:
        
        Con interrupciones
        
        la CPU no tiene que esperar la finalización de la tarea de E/S, puede seguir procesando
        
        no se repite la comprobación de los estados de los modulos
        
        el modulo envía un pedido de interrupción a la CPU cuando está listo nuevamente
        
        +eficiente
        
        funciona bien cuando no hay un gran volumen de datos
        
        acceso directo a memoria DMA
        
        ANTES
        
        AHORA
        
        la idea es no ocupar con esto la cpu, porque tiene que hacer muchas instrucciones adicionales que hacen retardar al periferico
        
        el CDMA es una especie de procesador pero solo para hacer transferencia de datos
        
        se dedica a esto nada mas entonces no hay que interrumpirlo, no hay que guardar contexto ni nada
        
        es especialmente útil a partir de que empiezan a cambiar los tipos de datos(multimedia), y tenemos grandes numeros de informacion.
        
        para el mouse o el teclado el mecanismo de interrupciones sigue siendo eficiente, no hace falta complicar tanto la electrónica para ese tipo de datos
- - - - 4 registros internos de 8 bits 30-33h
        
        2 de datos (PA y PB)
        
        están conectados a la salida del disp, esta conectado a algún periferico en particular. si entran o salen 1 y 0 será por acá
        
        2 de control (CA Y CB)
        
        para programar PA Y PB
        
        cada bit de PA y PB yo los puedo configurar como entrada o salida de datos. quien dice si cada bit es entrada o salida, Ca y Cb
        
        un bit en 0 de CA selecciona como salida la linea correspondiente en PA
        
        antes de usar el pio hay que configurar con Ca y Cb
        
        PARA EL CASO DE LOS INTERRUPTORES Y LOS LEDS
        
        hay que configurar PA como entradas (llaves) y PB como salidas (luces led)
        
        Ca Y CB se escriben al comienzo de la operación
        
        los interruptores tenemos que pensarlos como dispositivos que envian 1 o 0 acada bit de PA de acuerdo a su posición
        
        los datos " van y vienen" por PA y PB