Interfaces de Entrada e Saida ES: Componentes, Transferencia de Dados e Interacao com o Processador

O Subsistema de Entrada e Saída Subsitema de Memória Componentes Interfaces de entrada e saída Dispositivos periféricos comunicação organização típica Técnicas de transferência de dados polling interrupção DMA Direct Memory Access Interação entre Processador e Interfaces de ES Interfaces de ES são conectadas ao processador através de barramentos endereço dados controle Semelhante a interação entre processador e memória principal Acessos leitura escrita Interação entre Processador e Interfaces de ES Leitura processador obtém dado recebido do dispositivo periférico informação de estado sobre uma operação de es em andamento ou recémcompletada Escrita processador fornece à interface um dado que deve ser enviado ao dispositivo periférico código de um comando que inicia uma operação de es operação de controle sobre dispositivo periférico Interação entre Processador e ES Processador Memória Cache Endereço Dados Controle Memória Principal subsistema de memória Disco Vídeo Rede Interface de ES Interface de ES Interface de ES Subsistema de ES Interação entre Processador e Interfaces de ES Interface é identificada por um endereço único Processador executa ciclos de barramento Leitura endereço da interface no barramento de endereços ativa um sinal de leitura a interface coloca a informação desejada no barramento de dados processador finaliza o ciclo de barramento lendo a informação presente no barramento de dados retirando o endereço e o sinal de controle Interação entre Processador e Interfaces de ES Escrita endereço da interface no barramento de endereços fornece dado no barramento de dados ativa um sinal de escrita interface selecionada armazena a informação presente no barramento de dados processador finaliza o ciclo de barramento retirando o endereço dado e o sinal de controle Organização Típica de uma Interface de ES Parte Genérica Parte Específica Dados Sinais de Controle Reg Dados Reg Controle Reg Estado Endereço Dados Controle Função tornar transparente para o processador os detalhes de operação e controle dos dispositivos periféricos Duas partes genérica e específica Técnicas de Transferência de Dados Entrada e Saída com Polling puramente em software simples pouco eficiente só para sistemas dedicados ES com Polling selecione trilhasetor escreva byte no registrador de dados leia registrador de estado done bit ativado último dado fim da operação sim sim não não e operação Técnicas de Transferência de Dados Entrada e Saída com Interrupção hardware software mais eficiente do que ES com Polling duas fases disparo da operação transferência de dados ES com Interrupção Disparo da Operação de ES Transferência de Dados interrupção último byte já enviado escreva byte no registrador de dados não sim fim da operação leia registrador de estado rotina de serviço de interrupção envie trilha setor e código da operação Técnicas de Transferência de Dados Entrada e Saída com Interrupção pedido de interrupção chama rotina de serviço de interrupção controlador de interrupções tabela de vetores de interrupção tempo de latência de interrupção Controlador de Interrupção Controlador de Interrupção Brramento de Dados Interface de ES Interface de ES INT 80x86 INT Técnicas de Transferência de Dados Entrada e Saída com Acesso Direto à Memória DMA maior taxa de transferência de dados controlador de DMA vários canais sinais de controle para os dispositivos periféricos arbitração de pedidos ES com DMA Controlador DMA Processador Memória Interface de ES PDMA PBAR LIVRE Padrões de Barramento Barramento de sistema processadormemória curtos rápidos relação forte com o sistema de memória entradasaída mais longos ampla faixa de banda passante relação com os dispositivos periféricos backplane projetados para que processador memória e entrada e saída coexistam Projeto de um Sistema de ES Duas restrições principais latência limites aceitáveis para se completar uma operação de entrada e saída banda passante dada uma carga de trabalho o sistema deve se manter balanceado Projeto de um Sistema de ES Medidas de Desempenho taxa de transferência de dados latência MBs benchmarks supercomputadores throughput processamento de transações tempo de resposta do sistema de arquivos