Tháng Bảy 31, 2019 Show Hướng dẫn vào BIOS trên các dòng máy tính khác nhauBIOS (viết tắt của Basic Input/Output System – hệ thống đầu vào/ra cơ bản) là nơi chứa nhiều nhóm lệnh được lưu trữ trên một chip Firmware của mainboard giúp kiểm soát các tính năng cơ bản của máy tính như tùy chỉnh thứ tự ổ cứng, ổ đĩa, usb khi khởi động lại hệ điều hành, kiểm tra và chạy driver của các thiết bị ngoại vi như bàn phím, USB, chuột, card audio,…  Những phím truy cập BIOS phổ biến nhất cho máy tính hiện nay F1, F2, F10, F12, DELhoặc ESC. Tuy nhiên, các bạn có thể phân biệt theo loại mainboard hoặc dòng máy để dễ dàng biết phím truy cập BIOS hơn: Danh sách phím truy cập BIOS theo mainboard
Danh sách phím truy cập BIOS theo dòng máyLaptop SONY VAIO
Laptop HP – COMPAQ
Laptop ACER
Laptop ASUS
Laptop LENOVO THINKPAD
Laptop DELL
Nếu vẫn không thể khắc phục được, bạn vui lòng liên hệ hotline của Trung tâm cứu hộ máy tính PCTech. Với dịch vụ sửa máy tính tận nơi, chúng tôi sẽ giúp bạn cài đặt, sửa chữa máy tính theo yêu cầu, có mặt tận nơi nhanh chóng và hiệu quả nhất! ####### Đúng hơn, mô-đun I/O chứa logic để thực hiện chức năng giao tiếp giữa thiết bị ngoại vi và bus.
####### Giải thích việc sử dụng các mô-đun I/O như một phần của tổ chức máy tính. ####### Người đọc có thể thắc mắc tại sao người ta không kết nối trực tiếp các thiết bị ngoại vi với ####### Trình bày tổng quan về InfiniBand.
####### chúng được gắn vào. ####### Công cụ thiết kế hệ thống I/O ####### Vì vậy, cần có mô-đun I/O. Mô-đun này có hai chức năng chính (Hình 7): ####### Ngoài bộ xử lý và một tập hợp các mô-đun bộ nhớ, thành phần quan trọng thứ ba của hệ thống máy tính ####### là một tập hợp các mô-đun I/O. Mỗi mô-đun giao tiếp với bus hệ thống hoặc bộ chuyển mạch trung tâm và ####### điều khiển một hoặc nhiều thiết bị ngoại vi. Mô-đun I/O không chỉ đơn giản là một bộ đầu nối cơ khí ####### nối thiết bị vào bus hệ thống. ####### Giải thích chức năng và cách sử dụng các kênh I/O.
####### của bộ nhớ hoặc bộ xử lý. Vì vậy, việc sử dụng bus hệ thống tốc độ cao để giao tiếp trực tiếp ####### với thiết bị ngoại vi là không thực tế. ####### Trình bày tổng quan về Thunderbolt.
####### của bộ nhớ hoặc bộ xử lý. Một lần nữa, sự không phù hợp sẽ dẫn đến sự kém hiệu quả nếu không ####### được quản lý đúng cách. ####### 222 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ ĐẦU RA MỤC TIÊU HỌC TẬPHình 7 Sơ đồ khối của thiết bị bên ngoài224 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ĐẦU RA ####### Thiết bị liên lạc cho phép máy tính trao đổi dữ liệu với một thiết bị từ xa, có thể là ####### thiết bị mà con người có thể đọc được, chẳng hạn như thiết bị đầu cuối, thiết bị có thể đọc ####### được bằng máy hoặc thậm chí là một máy tính khác. ####### Nói một cách tổng quát, bản chất của thiết bị bên ngoài được chỉ ra trong Hình 7. ####### Giao diện với mô-đun I/O ở dạng tín hiệu điều khiển, dữ liệu và trạng thái. Các tín hiệu điều ####### khiển xác định chức năng mà thiết bị sẽ thực hiện, chẳng hạn như gửi dữ liệu đến mô-đun I/O ####### (INPUT hoặc READ), chấp nhận dữ liệu từ mô-đun I/O (OUTPUT hoặc WRITE), báo cáo trạng thái ####### hoặc thực hiện một số chức năng điều khiển cụ thể. vào thiết bị (ví dụ: định vị đầu đĩa). Dữ ####### liệu ở dạng tập hợp các bit được gửi đến hoặc nhận từ mô-đun I/O. Tín hiệu trạng thái cho ####### biết trạng thái của thiết bị. Ví dụ là READY/NOT-READY để cho biết thiết bị đã sẵn sàng để ####### truyền dữ liệu hay chưa. ####### Ví dụ về các thiết bị con người có thể đọc được là thiết bị đầu cuối hiển thị video ####### (VDT) và máy in. Ví dụ về các thiết bị có thể đọc được bằng máy là hệ thống đĩa và băng từ, ####### cảm biến và bộ truyền động, chẳng hạn như được sử dụng trong ứng dụng robot. Lưu ý rằng chúng ####### ta đang xem các hệ thống đĩa và băng từ như các thiết bị I/O trong chương này, trong khi ở ####### Chương 6 chúng ta xem chúng như các thiết bị bộ nhớ. Từ quan điểm chức năng, các thiết bị ####### này là một phần của hệ thống phân cấp bộ nhớ và việc sử dụng chúng sẽ được thảo luận một ####### cách thích hợp trong Chương 6. Từ quan điểm cấu trúc, các thiết bị này được điều khiển bởi ####### các mô-đun I/O và do đó được xem xét trong chương nầy. ####### Logic điều khiển được liên kết với thiết bị sẽ điều khiển hoạt động của thiết bị theo ####### hướng từ mô-đun I/O. Bộ chuyển đổi chuyển đổi dữ liệu từ dạng điện sang dạng năng lượng khác ####### trong quá trình đầu ra và từ dạng khác sang dạng điện trong quá trình đầu vào. Thông thường, ####### một bộ đệm được liên kết với đầu dò để tạm thời giữ mô-đun vào/ra Điều khiển Đệm đến và đi Bit dữ liệu môi trường đến và đi Trạng thái đầu dò Dữ liệu (dành riêng cho thiết bị) tín hiệu tới mô-đun vào/ra tín hiệu từ Điều khiển mô-đun vào/ra Hợp lý Bàn phím/Màn hình####### Ổ đĩa 1 ####### 7/ THIẾT BỊ NGOÀI 225 ####### Ổ đĩa chứa các thiết bị điện tử để trao đổi dữ liệu, điều khiển và tín hiệu trạng thái với mô-đun I/O ####### cùng với các thiết bị điện tử để điều khiển cơ chế đọc/ghi đĩa. Trong đĩa có đầu cố định, bộ chuyển ####### đổi có khả năng chuyển đổi giữa các mẫu từ tính trên bề mặt đĩa chuyển động và các bit trong bộ đệm ####### của thiết bị (Hình 7). ####### Phương tiện tương tác phổ biến nhất giữa máy tính/người dùng là sắp xếp bàn phím/màn hình. Người dùng ####### cung cấp đầu vào thông qua bàn phím. Đầu vào này sau đó được truyền tới máy tính và cũng có thể được ####### hiển thị trên màn hình. Ngoài ra, màn hình còn hiển thị dữ liệu do máy tính cung cấp. ####### dữ liệu được truyền giữa mô-đun I/O và môi trường bên ngoài; kích thước bộ đệm từ 8 đến 16 bit là phổ ####### biến. ####### Đĩa có đầu chuyển động cũng phải có khả năng làm cho cánh tay đĩa chuyển động ra vào theo hướng xuyên ####### tâm trên bề mặt đĩa. ####### Đơn vị trao đổi cơ bản là ký tự. Gắn liền với mỗi ký tự là một mã, thường dài 7 hoặc 8 bit. Mã ####### văn bản được sử dụng phổ biến nhất là Bảng chữ cái tham chiếu quốc tế (IRA).1 Mỗi ký tự trong mã này ####### được thể hiện bằng một mã nhị phân 7 bit duy nhất; do đó, 128 ký tự khác nhau có thể được thể hiện. ####### Ký tự có hai loại: có thể in và điều khiển. Ký tự in được là các ký tự chữ cái, số và đặc biệt có thể ####### in ra giấy hoặc hiển thị trên màn hình. Một số ký tự điều khiển liên quan đến việc điều khiển việc in ####### hoặc hiển thị các ký tự; một ví dụ là vận chuyển trở lại. Các ký tự điều khiển khác liên quan đến các ####### thủ tục liên lạc. Xem Phụ lục F để biết chi tiết. ####### Giao diện giữa mô-đun I/O và thiết bị bên ngoài sẽ được ####### Đối với đầu vào bàn phím, khi người dùng nhấn một phím, điều này sẽ tạo ra một tín hiệu điện tử ####### được bộ chuyển đổi trong bàn phím diễn giải và dịch sang mẫu bit của mã IRA tương ứng. Mẫu bit này sau ####### đó được truyền đến mô-đun I/O trong máy tính. Trên máy tính, văn bản có thể được lưu trữ trong cùng mã ####### IRA. Ở đầu ra, các ký tự mã IRA được truyền tới thiết bị bên ngoài từ mô-đun I/O. Bộ chuyển đổi ở thiết ####### bị sẽ diễn giải mã này và gửi các tín hiệu điện tử cần thiết đến thiết bị đầu ra để hiển thị ký tự được ####### chỉ định hoặc thực hiện chức năng điều khiển được yêu cầu. ####### được xem xét ở Mục 7. Giao diện giữa thiết bị bên ngoài và môi trường nằm ngoài phạm vi của cuốn ####### sách này, nhưng một số ví dụ ngắn gọn được đưa ra ở đây. ####### IRA được định nghĩa trong Khuyến nghị T của ITU-T và trước đây được gọi là Bảng chữ cái quốc tế ####### số 5 (IA5). Phiên bản IRA quốc gia của Hoa Kỳ được gọi là Mã Tiêu chuẩn Hoa Kỳ về Trao đổi Thông ####### tin (ASCII). Cấu trúc mô-đun I/O7/ MÔ-ĐUN I/O 227Mặt khác, mô-đun I/O phải có khả năng thực hiện giao tiếp với thiết bị. Giao tiếp nàybao gồm các lệnh, thông tin trạng thái và dữ liệu (Hình 7).Nhiệm vụ thiết yếu của mô-đun I/O là đệm dữ liệu. Sự cần thiết của chức năng này đượcthể hiện rõ ràng trong Hình 2. Trong khi tốc độ truyền vào và ra bộ nhớ chính hoặc bộ xửlý khá cao thì tốc độ này lại thấp hơn nhiều đối với nhiều thiết bị ngoại vi và bao trùm mộtphạm vi rộng. Dữ liệu đến từ bộ nhớ chính được gửi đến mô-đun I/O một cách nhanh chóng. Dữliệu được lưu vào bộ đệm trong mô-đun I/O và sau đó được gửi đến thiết bị ngoại vi với tốcđộ dữ liệu của nó. Theo hướng ngược lại, dữ liệu được lưu vào bộ đệm để không làm tắc nghẽnbộ nhớ khi thực hiện thao tác truyền chậm. Do đó, mô-đun I/O phải có khả năng hoạt động ở cảtốc độ thiết bị và bộ nhớ. Tương tự, nếu thiết bị I/O hoạt động ở tốc độ cao hơn tốc độ truycập bộ nhớ thì mô-đun I/O sẽ thực hiện thao tác đệm cần thiết.Cuối cùng, mô-đun I/O thường chịu trách nhiệm phát hiện lỗi và sau đó báo cáo lỗi chobộ xử lý. Một loại lỗi bao gồm các trục trặc về cơ và điện do thiết bị báo cáo (ví dụ: kẹtgiấy, vết đĩa xấu).Các mô-đun I/O khác nhau đáng kể về độ phức tạp và số lượng thiết bị bên ngoài mà chúng điềukhiển. Chúng tôi sẽ chỉ cố gắng mô tả rất chung chung ở đây. (Một thiết bị cụ thể, Intel82C55A, được mô tả trong Phần 7.) Hình 7 cung cấp sơ đồ khối chung của mô-đun I/O. Mô-đun này kết nối với phần còn lại của máy tính thông qua một bộ đường tín hiệu (ví dụ: đườngbus hệ thống). Dữ liệu được truyền đến và đi từ mô-đun được lưu vào bộ đệm trong một hoặcnhiều thanh ghi dữ liệu. Cũng có thể có một hoặc nhiều thanh ghi trạng thái cung cấp thôngtin trạng thái hiện tại. Thanh ghi trạng thái cũng có thể hoạt động như một thanh ghi điềukhiển, để chấp nhận thông tin điều khiển chi tiết từ bộ xử lý. Logic bên trong mô-đun tươngtác với bộ xử lý thông qua một tập hợp các dòng điều khiển. Bộ xử lý sử dụng các đường điềukhiển để ra lệnh cho mô-đun I/O.Các tín hiệu trạng thái phổ biến là BẬN và SẴN SÀNG. Cũng có thể có các tín hiệu đểbáo cáo các tình trạng lỗi khác nhau.Một số dòng điều khiển có thể được sử dụng bởi mô-đun I/O (ví dụ: đối với tín hiệu trọng tàivà trạng thái). Mô-đun này cũng phải có khả năng nhận dạng và tạo ra các địa chỉ được liênkết với các thiết bị mà nó điều khiển. Mỗi mô-đun I/O có một địa chỉ duy nhất hoặc nếu nóđiều khiển nhiều thiết bị bên ngoài thì có một bộ địa chỉ duy nhất. Cuối cùng, mô-đun I/Ochứa logic dành riêng cho giao diện với từng thiết bị mà nó điều khiển.Một loại khác bao gồm những thay đổi không chủ ý đối với mẫu bit khi nó được truyền từthiết bị đến mô-đun I/O. Một số dạng mã phát hiện lỗi thường được sử dụng để phát hiện lỗitruyền tải. Một ví dụ đơn giản là việc sử dụng bit chẵn lẻ trên mỗi ký tự dữ liệu. Ví dụ:mã ký tự IRA chiếm 7 bit của một byte.
Hình 7 Sơ đồ khối của mô-đun I/O7 I/O ĐƯỢC LẬP TRÌNH228 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ ĐẦU RA Hợp lý - Hợp lý thiết bị Trạng thái thiết bị - Trạng thái thiết bị bên ngoài dòng Hợp lý Điều khiển xe buýt hệ thống Dữ liệu dòng Giao diện tới giao diện - giao diện Thanh ghi dữ liệu Bên ngoài Điều khiển Bên ngoài Dữ liệu Thanh ghi trạng thái/điều khiển Dữ liệu Giao diện tới dòng Địa chỉ Vào/ra Điều khiển Mô-đun I/O có chức năng cho phép bộ xử lý xem nhiều loại thiết bị một cách đơngiản. Có một loạt các khả năng có thể được cung cấp. ####### Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ sử dụng thuật ngữ chung mô- đun I/O khi không có sự nhầm lẫn Với I/O được điều khiển bằng ngắt, bộ xử lý sẽ đưa ra lệnh I/O, tiếp tục thực thiMô-đun I/O có thể ẩn các chi tiết về thời gian, định dạng và cơ điện của thiết bị bênngoài để bộ xử lý có thể hoạt động dưới dạng các lệnh đọc và ghi đơn giản cũng như cáclệnh mở và đóng tệp. Ở dạng đơn giản nhất, mô-đun I/O có thể vẫn để lại phần lớn côngviệc điều khiển thiết bị (ví dụ tua lại băng) hiển thị cho bộ xử lý.Mô-đun I/O đảm nhận hầu hết gánh nặng xử lý chi tiết, thể hiện giao diện cấp caocho bộ xử lý, thường được gọi là kênh I/O hoặc bộ xử lý I/O. Một mô-đun I/O khá thô sơ vàyêu cầu điều khiển chi tiết thường được gọi là bộ điều khiển I/O hoặc bộ điều khiển thiếtbị. Bộ điều khiển I/O thường thấy trên máy vi tính, trong khi các kênh I/O được sử dụngtrên máy tính lớn.kết quả và sẽ sử dụng các thuật ngữ cụ thể hơn khi cần thiết.Có ba kỹ thuật có thể áp dụng cho các hoạt động I/O. Với I/O được lập trình, dữ liệu đượctrao đổi giữa bộ xử lý và mô-đun I/O. Bộ xử lý thực thi một chương trình cho phép nóđiều khiển trực tiếp hoạt động I/O, bao gồm cảm biến trạng thái thiết bị, gửi lệnh đọchoặc ghi và truyền dữ liệu. Khi bộ xử lý đưa ra lệnh cho mô-đun I/O, nó phải đợi cho đếnkhi thao tác I/O hoàn tất. Nếu bộ xử lý nhanh hơn mô-đun I/O thì điều này sẽ lãng phíthời gian của bộ xử lý.Hình 7 Ba kỹ thuật nhập khối dữ liệuDo đó, mỗi mô-đun I/O phải diễn giải các dòng địa chỉ để xác định xem lệnh đó có dành chochính nó hay không.Hình 7 đưa ra ví dụ về việc sử dụng I/O được lập trình để đọc khối dữ liệu từthiết bị ngoại vi (ví dụ: bản ghi từ băng) vào bộ nhớ. Dữ liệu được đọc từng từ một (vídụ: 16 bit). Đối với mỗi từ được đọc vào, bộ xử lý phải duy trì chu trình kiểm tra trạngthái cho đến khi xác định được rằng từ đó có sẵn trong thanh ghi dữ liệu của mô-đun I/O.Lưu đồ này nêu bật nhược điểm chính của kỹ thuật này: đó là một quá trình tốn thời giankhiến bộ xử lý bận rộn không cần thiết.Thông thường sẽ có nhiều thiết bị I/O được kết nối thông qua module I/O vào hệ thống.Mỗi thiết bị được cấp một mã định danh hoặc địa chỉ duy nhất. Khi bộ xử lý đưa ra lệnh I/O, lệnh này sẽ chứa địa chỉ của thiết bị mong muốn.Với I/O được lập trình, có sự tương ứng chặt chẽ giữa các lệnh liên quan đến I/O mà bộ xửlý tìm nạp từ bộ nhớ và các lệnh I/O mà bộ xử lý đưa ra cho mô-đun I/O để thực thi cáclệnh. Nghĩa là, các lệnh dễ dàng được ánh xạ thành các lệnh I/O và thường có mối quan hệmột-một đơn giản. Hình thức của hướng dẫn phụ thuộc vào cách xử lý các thiết bị bên ngoài.230 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ ĐẦU RAHướng dẫn vào/ra Ngắt Sẵn sàng Sẵn sàng Ra lệnh đọc tới CPU vào/ra vào bộ nhớ Hướng dẫn tiếp theo (a) I/O được lập trình Viết từ Tình trạng lỗi Đọc trạng thái của mô-đun DMA Làm việc gì khác Đúng Hướng dẫn tiếp theo mô-đun vào/ra Kiểm tra Viết từ vào bộ nhớ Xong? (b) I/O điều khiển ngắt Đọc từ từ mô-đun I/O Làm việc gì khác Đọc trạng thái của mô-đun I/O CPU DMA KHÔNG CPU vào/ra mô-đun vào/ra Hướng dẫn tiếp theo Ngắt CPU DMA Tình trạng lỗi Bộ nhớ CPU Đúng Kiểm tra trạng thái Đọc trạng thái của mô-đun I/O CPU vào/ra CPU vào/ra Trạng thái Phát lệnh chặn đọc cho mô- đun I/O (c) Truy cập bộ nhớ trực tiếp CPU vào/ra KHÔNG Xong? Chưa sẵn sàng Ra lệnh đọc tới CPU vào/ra Đọc từ từ mô-đun I/O Bộ nhớ CPU ĐỊA CHỈ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG BÌNH LUẬN Lặp lại cho đến khi sẵn sàng Nhận byte trạng thái Thanh ghi dữ liệu đầu vào bàn phím ####### 0 bận Kiểm tra I/O (b) I/O biệt lập ĐỊA CHỈ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG BÌNH LUẬN Tải ắc quy ####### 43210 ####### 517 ####### 200 ####### 201 ####### Tải AC và thanh ghi điều khiển "1" 517 517 202 516 ####### Kiểm tra hoàn thành Tải byte dữ liệu ####### 43210 ####### Tải AC TRONG ####### 765 5 5 201 5 1 đã sẵn sàng ####### 516 ####### Bắt đầu đọc bàn phím ####### Tải I/O Tải byte dữ liệu ####### Tải AC ####### 765 bắt đầu đọc ####### 202 Đặt thành 1 để ####### Nhánh nếu Ký 0 (a) I/O được ánh xạ bộ nhớ Lặp lại cho đến khi hoàn thành ####### Bắt đầu đọc bàn phím Trạng thái nhập bàn phím Cửa hàng AC ####### 200 Chi nhánh chưa sẵn sàng 7/ I/O LẬP TRÌNH 231Hình 7 I/O được ánh xạ bộ nhớ và cách lybộ nhớ bit (vị trí 0–511) và tối đa 512 địa chỉ I/O (vị trí 512–1023).Hai địa chỉ được dành riêng cho đầu vào bàn phím từ một thiết bị đầu cuối cụ thể. Địa chỉ516 đề cập đến thanh ghi dữ liệu và địa chỉ 517 đề cập đến thanh ghi trạng thái, cũng cóchức năng như một thanh ghi điều khiển để nhận lệnh của bộ xử lý. Chương trình hiển thịsẽ đọc 1 byte dữ liệu từ bàn phím vào thanh ghi tích lũy trong bộ xử lý. Lưu ý rằng bộ xửlý lặp lại cho đến khi có sẵn byte dữ liệu.Khi bộ xử lý, bộ nhớ chính và I/O chia sẻ một bus chung, có thể có hai chế độ đánhđịa chỉ: ánh xạ bộ nhớ và cách ly. Với I/O được ánh xạ bộ nhớ, có một không gian địa chỉduy nhất cho các vị trí bộ nhớ và thiết bị I/O. Bộ xử lý xử lý các thanh ghi trạng tháivà dữ liệu của mô-đun I/O như các vị trí bộ nhớ và sử dụng cùng các lệnh máy để truy cậpcả bộ nhớ và thiết bị I/O. Vì vậy, ví dụ, với 10 dòng địa chỉ, có thể hỗ trợ tổng cộng 210= 1024 vị trí bộ nhớ và địa chỉ I/O, theo bất kỳ kết hợp nào.Hình 7 so sánh hai kỹ thuật I/O được lập trình này. Hình 7 cho thấy giao diệncủa một thiết bị đầu vào đơn giản như bàn phím đầu cuối có thể xuất hiện như thế nào đốivới người lập trình bằng cách sử dụng I/O được ánh xạ bộ nhớ. Giả sử địa chỉ 10 bit, với 512-Với I/O được ánh xạ bộ nhớ, cần có một dòng đọc và một dòng ghi trên bus. Ngoài ra,bus có thể được trang bị bộ nhớ đọc và ghi cộng với các dòng lệnh đầu vào và đầu ra. Bâygiờ, dòng lệnh chỉ định xem địa chỉ đề cập đến vị trí bộ nhớ hay thiết bị I/O. Toàn bộ địachỉ có thể có sẵn cho cả hai. Một lần nữa, với 10 dòng địa chỉ, hệ thống hiện có thể hỗtrợ cả 1024 vị trí bộ nhớ và 1024 địa chỉ I/O. Bởi vì không gian địa chỉ cho I/O được táchbiệt khỏi không gian địa chỉ dành cho bộ nhớ nên nó được gọi là I/O bị cô lập. ####### 7/ I/O ĐIỀU KHIỂN NGẮT 233 ####### Hình 7 Xử lý ngắt đơn giản phát ra một sự gián đoạn cây rơm thông tin Kết thúc bộ xử lý Bộ xử lý tải mới gián đoạn thông tin Khôi phục PSW cũ Bộ điều khiển thiết bị hoặc Bộ xử lý đẩy PSW Quá trình ngắt phần cứng hệ thống khác và PC lên điều khiển Tín hiệu bộ xử lý Lưu phần còn lại của Khôi phục trạng thái tiến trình nhìn nhận trạng thái quá trình Xem Phụ lục O để thảo luận về hoạt động ngăn xếp. thực hiện hiện tại Giá trị PC dựa trên và PC chỉ dẫn ngắt 2. Bộ xử lý hoàn tất việc thực hiện lệnh hiện tại trước khi phản hồi5. Bây giờ bộ xử lý tải bộ đếm chương trình với vị trí đầu vào của chương trình xửlý ngắt sẽ phản hồi lại ngắt này. Tùy thuộc vào kiến trúc máy tính và thiết kếhệ điều hành, có thể có mộttới ngắt, như được chỉ ra trong Hình 3.3. Bộ xử lý kiểm tra ngắt, xác định rằng có một ngắt và gửi tín hiệu xác nhận đếnthiết bị đã phát ra ngắt. Phần xác nhận cho phép thiết bị loại bỏ tín hiệu ngắtcủa nó. Phần cứng phần cứng và trong phần mềm. Hình 7 thể hiện một trình tự điển hình. Khi một thiếtbị I/O hoàn thành một thao tác I/O, chuỗi sự kiện phần cứng sau đây sẽ xảy ra:Phần mềm4. Bộ xử lý bây giờ cần chuẩn bị chuyển điều khiển sang chương trình ngắt.1. Thiết bị phát tín hiệu ngắt tới bộ xử lý.Để bắt đầu, nó cần lưu thông tin cần thiết để tiếp tục chương trình hiện tại tạithời điểm bị gián đoạn. Thông tin tối thiểu cần có là (a) trạng thái của bộ xửlý, được chứa trong một thanh ghi gọi là từ trạng thái chương trình (PSW) và (b)vị trí của lệnh tiếp theo sẽ được thực thi, được chứa trong bộ đếm chươngtrình.. Chúng có thể được đẩy lên ngăn xếp điều khiển hệ thống. ####### 2 234 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ ĐẦU RA Vấn đề thiết kế####### 8. Khi quá trình xử lý ngắt hoàn tất, các giá trị thanh ghi đã lưu sẽ được lấy ra từ ngăn ####### xếp và được khôi phục vào các thanh ghi (ví dụ: xem Hình 7). ####### chương trình; một chương trình cho mỗi loại ngắt; hoặc một chương trình cho từng thiết bị ####### và từng loại ngắt. Nếu có nhiều hơn một thủ tục xử lý ngắt, bộ xử lý phải xác định thủ ####### tục nào sẽ được gọi. Thông tin này có thể đã được bao gồm trong tín hiệu ngắt ban đầu ####### hoặc bộ xử lý có thể phải đưa ra yêu cầu tới thiết bị đã phát ra ngắt để nhận được phản ####### hồi chứa thông tin cần thiết. ####### Hai vấn đề về thiết kế nảy sinh khi triển khai I/O ngắt. Đầu tiên, vì hầu như luôn có nhiều mô- ####### đun I/O, nên bộ xử lý xác định thiết bị nào phát ra ngắt bằng cách nào? Và thứ hai, nếu xảy ra ####### nhiều lần ngắt, bộ xử lý sẽ quyết định xử lý cái nào? ####### Lưu ý rằng điều quan trọng là phải lưu tất cả thông tin trạng thái về chương trình bị ####### gián đoạn để tiếp tục lại sau này. Điều này là do ngắt không phải là một thủ tục được gọi từ ####### chương trình. Đúng hơn, ngắt có thể xảy ra bất kỳ lúc nào và do đó tại bất kỳ thời điểm nào ####### trong quá trình thực thi chương trình người dùng. Sự xuất hiện của nó là không thể đoán trước. ####### Thật vậy, như chúng ta sẽ thấy trong chương tiếp theo, hai chương trình này có thể không có ####### điểm chung nào và có thể thuộc về hai người dùng khác nhau. ####### 7. Trình xử lý ngắt tiếp theo sẽ xử lý ngắt. Điều này bao gồm việc kiểm tra thông tin trạng ####### thái liên quan đến thao tác I/O hoặc sự kiện khác gây ra gián đoạn. Nó cũng có thể liên ####### quan đến việc gửi các lệnh hoặc xác nhận bổ sung tới thiết bị I/O. ####### Kết quả là lệnh tiếp theo được thực thi sẽ là từ chương trình bị gián đoạn trước đó. ####### 6. Tại thời điểm này, bộ đếm chương trình và PSW liên quan đến chương trình bị gián đoạn đã ####### được lưu vào ngăn xếp hệ thống. Tuy nhiên, có những thông tin khác được coi là một phần ####### “trạng thái” của chương trình đang thực thi. Đặc biệt, nội dung của các thanh ghi bộ xử ####### lý cần phải được lưu lại, vì các thanh ghi này có thể được sử dụng bởi bộ xử lý ngắt. Vì ####### vậy, tất cả các giá trị này, cùng với bất kỳ thông tin trạng thái nào khác, cần phải được ####### lưu lại. Thông thường, trình xử lý ngắt sẽ bắt đầu bằng việc lưu nội dung của tất cả các ####### thanh ghi vào ngăn xếp. Hình 7 cho thấy một ví dụ đơn giản. Trong trường hợp này, ####### chương trình người dùng bị gián đoạn sau lệnh tại vị trí N. Nội dung của tất cả các thanh ####### ghi cộng với địa chỉ của lệnh tiếp theo (N + 1) được đẩy vào ngăn xếp. Con trỏ ngăn xếp ####### được cập nhật để trỏ tới đỉnh mới của ngăn xếp và bộ đếm chương trình được cập nhật để ####### trỏ đến điểm bắt đầu của quy trình phục vụ ngắt. ####### 9. Hành động cuối cùng là khôi phục các giá trị bộ đếm chương trình và PSW từ ngăn xếp. ####### Khi bộ đếm chương trình đã được tải, bộ xử lý sẽ chuyển sang chu kỳ lệnh tiếp theo, bắt ####### đầu bằng việc tìm nạp lệnh. Vì việc tìm nạp lệnh được xác định bởi nội dung của bộ đếm chương ####### trình nên kết quả là điều khiển được chuyển tới chương trình xử lý ngắt. Việc thực hiện chương ####### trình này dẫn đến các hoạt động sau: 236 CHƯƠNG 7/ ĐẦU VÀO/ ĐẦU RABộ điều khiển ngắt Intel 82C59ACó một kỹ thuật khác sử dụng các ngắt có vectơ và đó là kỹ thuật phân xử bus.Với phân xử bus, mô-đun I/O trước tiên phải giành quyền kiểm soát bus trước khi nó cóthể đưa ra dòng yêu cầu ngắt. Vì vậy, tại một thời điểm chỉ có một mô-đun có thể nângđường dây. Khi bộ xử lý phát hiện ngắt, nó sẽ phản hồi trên dòng xác nhận ngắt. Sauđó, mô-đun yêu cầu sẽ đặt vectơ của nó lên các dòng dữ liệu.Intel 80386 cung cấp một dòng Yêu cầu Ngắt (INTR) và một dòng Xác nhận Ngắt (INTA). Đểcho phép 80386 xử lý nhiều loại thiết bị và cấu trúc ưu tiên, nó thường được cấu hìnhvới bộ phân xử ngắt bên ngoài, 82C59A.Các kỹ thuật nói trên dùng để xác định mô-đun I/O đang yêu cầu.Chúng cũng cung cấp cách ấn định mức độ ưu tiên khi có nhiều thiết bị yêu cầu dịch vụngắt. Với nhiều dòng, bộ xử lý chỉ chọn dòng ngắt có mức ưu tiên cao nhất. Với việcthăm dò phần mềm, thứ tự các mô-đun được thăm dò sẽ xác định mức độ ưu tiên của chúng.Tương tự, thứ tự của các mô-đun trên chuỗi xích xác định mức độ ưu tiên của chúng. Cuốicùng, trọng tài xe buýt có thể sử dụng sơ đồ ưu tiên, như được thảo luận trong Phần 3.Các thiết bị bên ngoài được kết nối với 82C59A, sau đó kết nối với 80386.Một giải pháp thay thế là cuộc thăm dò phần mềm. Khi bộ xử lý phát hiện một ngắt,nó sẽ phân nhánh thành một quy trình dịch vụ ngắt có nhiệm vụ thăm dò từng mô-đun I/Ođể xác định mô-đun nào gây ra ngắt. Cuộc thăm dò có thể ở dạng một dòng lệnh riêng biệt(ví dụ: TESTI/O). Trong trường hợp này, bộ xử lý tăng TESTI/O và đặt địa chỉ của mô-đunI/O cụ thể trên các dòng địa chỉ. Mô-đun I/O phản hồi tích cực nếu nó đặt ngắt. Ngoàira, mỗi mô-đun I/O có thể chứa một thanh ghi trạng thái có thể định địa chỉ. Sau đó bộxử lý sẽ đọc thanh ghi trạng thái của từng mô-đun I/O để xác định mô-đun bị gián đoạn.Sau khi xác định được mô-đun chính xác, bộ xử lý sẽ chuyển sang quy trình dịch vụ thiếtbị dành riêng cho thiết bị đó.Hình 7 cho thấy việc sử dụng 82C59A để kết nối nhiều mô-đun I/O cho 80386. Một82C59A có thể xử lý tối đa tám mô-đun. Nếu cần điều khiển nhiều hơn tám mô-đun, có thểsử dụng cách sắp xếp theo tầng để xử lý tối đa 64 mô-đun.Bây giờ chúng ta chuyển sang hai ví dụ về cấu trúc ngắt.Nhược điểm của phần mềm thăm dò ý kiến là tốn thời gian. Một kỹ thuật hiệu quảhơn là sử dụng chuỗi xích, trên thực tế, cung cấp một cuộc thăm dò phần cứng. Một vídụ về cấu hình chuỗi vòng được hiển thị trong Hình 3. Đối với các ngắt, tất cả cácmô-đun I/O đều chia sẻ một dòng yêu cầu ngắt chung. Dòng xác nhận ngắt được nối thànhchuỗi thông qua các mô-đun. Khi bộ xử lý cảm nhận được ngắt, nó sẽ gửi xác nhận ngắt.Tín hiệu này truyền qua một loạt mô-đun I/O cho đến khi đến được mô-đun yêu cầu. Mô-đunyêu cầu thường phản hồi bằng cách đặt một từ trên dòng dữ liệu. Từ này được gọi làvectơ và là địa chỉ của mô-đun I/O hoặc một số mã định danh duy nhất khác. Trong cả haitrường hợp, bộ xử lý sử dụng vectơ làm con trỏ tới quy trình dịch vụ thiết bị thíchhợp. Điều này tránh được việc phải thực hiện một quy trình dịch vụ ngắt chung trướctiên. Kỹ thuật này được gọi là ngắt vectơ.Trách nhiệm duy nhất của 82C59A là quản lý các ngắt. Nó chấp nhận các yêu cầungắt từ các mô-đun đính kèm, xác định ngắt nào có mức ưu tiên cao nhất và sau đó báohiệu cho bộ xử lý bằng cách nâng dòng INTR. Bộ xử lý xác nhận thông qua dòng INTA.Điều này nhắc 82C59A đặt vị trí thích hợpthông tin vector trên bus dữ liệu. Sau đó, bộ xử lý có thể tiến hành xử lý ngắt vàgiao tiếp trực tiếp với mô-đun I/O để đọc hoặc ghi dữ liệu.82C59A có thể lập trình được. 80386 xác định sơ đồ ưu tiên được sử dụng bằngcách đặt từ điều khiển trong 82C59A. Có thể có các chế độ ngắt sau:
####### 7 / I/O ĐIỀU KHIỂN NGẮT 237 ####### Hình 7 Sử dụng Bộ điều khiển ngắt 82C59A IR IR 80386 IR IR IR IR1 INT IR IR IR Bậc thầy IR IR Thiết bị bên ngoài 57 Thiết bị bên ngoài 63 IR Thiết bị ngoài 01 IR Thiết bị ngoại vi 07 IR IR1 INT INTR Nô lệ IR Bộ điều khiển ngắt 82C59A IR Thiết bị ngoài 08 Nô lệ IR Bộ điều khiển ngắt 82C59A IR IR IR IR IR1 INT Bộ điều khiển ngắt 82C59A IR IR IR Nô lệ IR1 INT IR Thiết bị bên ngoài 15 Bộ điều khiển ngắt 82C59A Thiết bị bên ngoài 56 IR IR Thiết bị bên ngoài 00 IR bộ xử lý IR Thiết bị ngoài 09 ####### B Dữ liệu đã sẵn sàng ####### A ####### R ####### S ####### S ####### B ####### B ####### C ####### A ####### R ####### C ####### S HẢI CẢNG ####### Sạch hàng C 6 Dữ liệu đã sẵn sàng ####### C ####### Yêu cầu ####### ngắt ####### Yêu cầu ####### ngắt Sự thay đổi ####### A ####### B ####### S ĐẦU RA ####### Phím lùi ####### C ####### ĐẦU VÀO A4 R ####### A ####### R ####### C ####### S ####### B ####### C ####### A ####### A ####### BÀN PHÍM ####### S ####### C ####### A Điều khiển ####### B ####### B ####### B 4 TRƯNG BÀY Thông thoáng ####### Thừa nhận ####### Làm trống HẢI CẢNG ####### R ####### Thừa nhận ####### R ####### 7 / I/O ĐIỀU KHIỂN NGẮT 239 ####### Hình 7 Giao diện bàn phím/màn hình tới 82C55A ####### Thanh ghi điều khiển được bộ xử lý tải để điều khiển chế độ hoạt động và xác định tín hiệu, ####### nếu có. Trong hoạt động ở Chế độ 0, ba nhóm gồm tám đường bên ngoài hoạt động như ba cổng I/O 8 ####### bit. Mỗi cổng có thể được chỉ định làm đầu vào hoặc đầu ra. Mặt khác, nhóm A và B hoạt động như ####### các cổng I/O và các đường thuộc nhóm C đóng vai trò là đường điều khiển cho A và B. Các tín hiệu ####### điều khiển phục vụ hai mục đích chính: “bắt tay” và yêu cầu ngắt. Bắt tay là một cơ chế tính thời ####### gian đơn giản. ####### Một dòng điều khiển được người gửi sử dụng làm dòng SẴN SÀNG DỮ LIỆU, để cho biết khi nào dữ liệu ####### có trên các dòng dữ liệu I/O. Một dòng khác được người nhận sử dụng làm LỜI XÁC NHẬN, cho biết ####### rằng dữ liệu đã được đọc và các dòng dữ liệu có thể bị xóa. Một đường khác có thể được chỉ định ####### là đường YÊU CẦU NGẮT và được gắn trở lại bus hệ thống. ####### Vì 82C55A có thể lập trình được thông qua thanh ghi điều khiển nên nó có thể được sử dụng ####### để điều khiển nhiều loại thiết bị ngoại vi đơn giản. Hình 7 minh họa việc sử dụng nó để kiểm soát |
