Der Datenfluss zwischen einem Mikroprozessor und seinen Peripheriegeräten ist eine Zwei-Wege-Straße, die im Allgemeinen durch ein System von Bussen und Controllern verwaltet wird. Hier ist eine Aufschlüsselung:
1. Vom Mikroprozessor bis periphere (Ausgang):
* Datenbus: Der Mikroprozessor platziert die Daten, die er an den Peripheriegeral an den Datenbus senden möchte. Dieser Bus ist eine Reihe von Drähten, die die tatsächlichen Datenbits tragen.
* Adressbus: Gleichzeitig legt der Mikroprozessor die Adresse des Peripherers in den Adressbus. Dies sagt dem System, das das Periphere das Ziel der Daten ist. Jeder Peripheriegericht hat eine eindeutige Speicheradresse oder E/A-Portadresse.
* Kontrollbus: Der Mikroprozessor behauptet Kontrollsignale im Steuerbus. Diese Signale können Dinge wie "Write Enable" (was darauf hinweist, dass Daten an die Peripheriegeräte gesendet werden) oder Chip Select (CS) -Linien (CS), um die spezifischen Peripherie zu aktivieren. Andere Signale können die Art der Datenübertragung (z. B. 8-Bit, 16-Bit) angeben.
* Periphere Grenzfläche: Die Schnittstellenschaltung des Peripherers (häufig mit Registern innerhalb der Peripherie) empfängt die Daten und Adressinformationen. Wenn die Adresse mit der Adresse des Peripherers übereinstimmt und das Schreibsignal geltend gemacht wird, akzeptiert der Periphere die Daten und speichert sie intern.
2. Von Peripherie zum Mikroprozessor (Eingabe):
* Adressbus: Der Mikroprozessor legt die Adresse des Peripherers in den Adressbus und gibt an, welche peripheren Daten sie lesen möchten.
* Kontrollbus: Der Mikroprozessor behauptet Kontrollsignale im Steuerbus, wie z.
* Periphere Grenzfläche: Der Peripheriegeräte platziert nach Erhalt der richtigen Adresse und Lesesignale die Daten, die sie an den Datenbus senden möchten.
* Datenbus: Die Daten werden über den Datenbus über den Microprozessor aus dem Peripherieur übertragen.
* Mikroprozessor: Der Mikroprozessor liest dann die Daten aus dem Datenbus und verarbeitet sie.
Verschiedene Kommunikationsmethoden:
Die Besonderheiten dieses Prozesses variieren je nach Art der peripheren und verwendeten Kommunikationsmethode:
* Speichermaked I/O: Peripheriegeräten erhalten Adressen im Speicheradressraum des Mikroprozessors. Der Mikroprozessor greift auf sie zu, wie er auf Speicherorte zugreift.
* I/O-Made I/O: Peripheriegeräte haben separate E/A -Adressen, die sich von Speicheradressen unterscheiden. Spezielle E/A -Anweisungen werden verwendet, um darauf zuzugreifen.
* Direkter Speicherzugriff (DMA): Bei Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen (z. B. Grafikkarten, Festplatten) verarbeitet ein DMA-Controller die Datenübertragung direkt zwischen Peripherie und Speicher, wodurch die Beteiligung des Mikroprozessors minimiert wird. Dies umgeht die CPU und macht den Transfer viel schneller.
* Interrupts: Peripheriegeräte können den Mikroprozessor unterbrechen, um zu signalisieren, dass Daten vorbereitet sind oder Aufmerksamkeit erfordern. Dies ermöglicht eine asynchrone Kommunikation. Die Interrupt Request (IRQ) -Linie im Steuerbus löst den Interrupt aus. Der Mikroprozessor behandelt dann den Interrupt mit der Wartung des Peripherers.
* Serienkommunikation: Für die Kommunikation über längere Entfernungen (z. B. UART, SPI, I2C) werden die Daten von Bit für Bit oder Byte durch Byte übertragen, wobei häufig zusätzliche Hardware (z. B. UART -Chips) zur Verwaltung der seriellen Kommunikationsprotokolle erforderlich sind.
Zusammenfassend beinhaltet der Fluss die koordinierte Verwendung der Adresse, Daten und Steuerbusse, um sicherzustellen, dass die richtigen Daten auf kontrollierte und effiziente Weise zum und vom Mikroprozessor und seiner Peripheriegeräte bewegt werden. Die genauen Details hängen von den spezifischen Architektur, Peripheriegeräten und Kommunikationsmechanismen ab.
