Entrada e Saída

Introdução

Introdução

Constituem a interface de comunicação com o mundo exterior

Conecta-se com o barramento ou com o comutador do sistema

Controla um ou mais dispositivos Possui uma lógica dedicada a desempenhar a

função de comunicação entre periférico e o barramento

Dispositivos externos (1/3)

Dispositivos periféricos ligados ao sistema via módulo E/S

Classificados em:– Comunicação com o usuário– Comunicação a máquina– Comunicação com dispositivo remoto

Dispositivos externos (2/3)

A unidade básica de troca de dados é o caractere

A cada caractere é associado um código tipicamente de 7 ou 8 bits

A codificação mais utilizada é a ASCII que possui 7 bits– Permite representar 27 = 128 caracteres

Dispositivos externos (3/3)

Uma tecla pressionada gera um sinal eletrônico, que é interpretado pelo transdutor do teclado em código ASCII

O transdutor é usado para– Converter dados codificados em outra forma de

energia, na saída– Converter energia em dados na entrada

Funções do modulo E/S

Controle e temporização Comunicação com o Processador Comunicação com dispositivos Área de armazenamento temporário de dados Detecção de erros

Controle e Temporização

Controla o fluxo de dados entre o ambiente externo e interno

Ex - Uma determinada seqüência de execução representada pelas seguintes etapas:– O processador consulta o estado do modulo E/S– O modulo reponde informando o estado– Se um dispositivo do modulo E/S estiver pronto

para transmitir, a os dados são transferidos para processador

Comunicação com o processador

Decodificar comandos– Interpreta um sinal de controle e executa o mesmo– Ex: READS para iniciar um ciclo de leitura da dados num setor

do disco

Informar estado– Reponde a uma requisição do processador sobre o estado de

um dispositivo– Importante, pois dispositivos são lentos – Ex: BUSY que representa que o modulo E/S esta ocupado

Comunicação com o processador

Transferir dados– A função obvia do módulo

Reconhecer Endereços– Cada dispositivo de entrada ou saída tem um

endereço– O modulo E/S tem que reconhecer um endereço

distinto para cada dispositivo

Comunicação com os dispositivos

Essa comunicação envolve comandos, informação de estado e dados

Lógica de controle

Área de armazenamento temporário

Transdutor

Sinais de dados (bits) de e para o módulo E/S

Sinais de controle do módulo E/S

Sinais de estado para o módulo E/S

Dados de e para o Ambiente

Armazenamento temporário

A taxa de transferência entre a memória e o processador é alta

Porem a taxa de transferência dos periféricos e são da ordem de grandezas menores

Essas taxas são variáveis Para melhorar a transferência parte dos dados

é armazenada temporariamente no modulo E/S

Armazenamento temporário

A transferência entre a memória e o modulo E/S é rápida

Os dados são armazenados temporariamente no modulo E/S e depois transferido para os periféricos num taxa adequada

No sentido oposto os dados também são armazenados temporariamente

Detecção de Erros

Detectar e enviar informações de erro para o processador

É utilizado um bit de paridade para verificação– O 8 bit no código ASCII

Possíveis erros incluem:– Mau funcionamento mecânico ou elétrico

falta de papel na impressora

– Alteração no padrão de bits transmitidos

Estrutura do modulo E/S

Diagrama de blocos

Registradores de dados

Lógica de E/S

Registradores de estado/controle

Lógica de Interface

com dispositivo

externo

Lógica de Interface

com dispositivo

externo

Linhas de endereço

Linhas de dados

Dados

Estado

Controle

Dados

Estado

Controle

E/S programada (1/5)

Técnica para realização de operações E/S Os dados são transferidos entre o processador

e módulo E/S Método de implementação simples Comum em sistemas de baixo desempenho

– Ex: Sistemas embarcados

E/S programada (2/5)

Cada dispositivo possui dois registradores associados: status e buffer de dados

Processador testa registrador de status periodicamente, em laço

Continua até verificar se o dispositivo esta pronto para:– receber (saída) ou– disponibilizou um dado (entrada)

E/S programada (3/5)

O processo de teste continuo de status é chamado Espera Ocupada

Mantém o processador ocioso enquanto realiza operação de entrada ou saída

Gera baixo desempenho Útil em aplicações dedicadas

E/S programada (4/5)

Instruções IN e OUT permitem ler e escrever nos registradores.

Instruções selecionam um dos dispositivos de E/S disponíveis.

1 caractere é lido ou escrito por vez no registrador de dados

Processador precisa executar um seqüência de instruções para cada caractere lido ou escrito

E/S programada (5/5)

Ex: terminal com um dispositivos de E/S– Teclado (Entrada)

Tabela ASCII

Ao bits de cada caractere são rotulados de b7 a b1

O bit b7 é o mais significativo (importante) e b1, o menos significativo

Geralmente se utiliza um oitavo bit de paridade, o b8

Os caracteres são divididos em imprimíveis e de controle

Tabela ASCII

Tabela ASCII

Os imprimíveis representam aqueles que posem ser exibidos na tela– Números, letras, símbolos especiais– Ex: 1001001 representa a letra I

Os de controle servem para controlar a impressão ou exibição de caracteres– Ex: 0000010 representa o comando STX que

delimita o inicio de um Texto