ARQUITECTURA ARQUITECTURA DE DE

COMPUTADORESCOMPUTADORES

Sistema Entrada/SalidaSistema Entrada/Salida

Ing. Electrónico ALEX JIMENEZ DE LA CRUZIng. Electrónico ALEX JIMENEZ DE LA CRUZ

INSTITUCION UNIVERSITARIA

TECNOLOGICO COMFENALCO

ENTRADA/SALIDA

La arquitectura de Entrada/Salida del La arquitectura de Entrada/Salida del computador es su Interfaz con el exterior.computador es su Interfaz con el exterior.El modulo de E/S tiene dos funciones

principales:

• Realizar la interfaz entre el procesador y la memoria a través del bus de sistema o un conmutador central.• Realizar la interfaz entre uno o mas dispositivos perifericos mediante enlaces de datos especificos.

La arquitectura de Entrada/Salida del La arquitectura de Entrada/Salida del computador es su Interfaz con el exterior.computador es su Interfaz con el exterior.

Hay tres tecnicas de E/S principales:Hay tres tecnicas de E/S principales: E/S PROGRAMADAE/S PROGRAMADA: en la que la E/S se produce bajo : en la que la E/S se produce bajo

el control directo y continuo del programa que solicita el control directo y continuo del programa que solicita la operación de E/S.la operación de E/S.

E/S Mediante InterrupcionesE/S Mediante Interrupciones: en la que el programa : en la que el programa genera una orden de E/S y despues continua genera una orden de E/S y despues continua ejecutandose hasta que el hardware de E/S lo ejecutandose hasta que el hardware de E/S lo interrumpe para indicar que la operación E/S ha interrumpe para indicar que la operación E/S ha concluido.concluido.

Acceso Directo a MemoriaAcceso Directo a Memoria: un procesador de E/S : un procesador de E/S especifico toma el control de la operación E/S para especifico toma el control de la operación E/S para transferir un gran bloque de datos.transferir un gran bloque de datos.

Ejemplos importantes de interfaces de E/S Ejemplos importantes de interfaces de E/S son: son: SCSI, USB y FireWireSCSI, USB y FireWire

SCSISCSI

Es una interfazEs una interfaz

paralela para paralela para

dispositivos dispositivos

externos.externos.

FireWire y USBFireWire y USB

Es interfaz Es interfaz

en serie de alta en serie de alta

velocidad.velocidad.

Dispositivos Externos

• Un dispositivo externo se conecta al computador mediante un enlace a un modulo E/S.

•Los dispositivos externos se pueden clasificar en tres categorias:

-De interacción con humanos: VDT, impresoras, etc.

-De interacción con máquinas: discos magneticos, cintas, sensores y actuadores (robotica), etc.

-De comunicación: un terminal, un PC, etc.

El enlace se utiliza para intercambiar señales de El enlace se utiliza para intercambiar señales de control, estado y datos entre el modulo E/S y el control, estado y datos entre el modulo E/S y el

dispositivo externo.dispositivo externo.

Lógica de control

Buffer

Transductor

Datos

S. Datos (bits)S. Estado

Módulo de E/S

exterior

Dispositivo Externo

Señales de Control

Ir a

FUNCIONAMIENTO DISPOSITIVO FUNCIONAMIENTO DISPOSITIVO EXTERNOEXTERNO

Señales de ControlSeñales de Control: determina la función que debe : determina la función que debe realizar el dispositivo.realizar el dispositivo.

Señales de EstadoSeñales de Estado: indican si el dispositivo está : indican si el dispositivo está preparado para la transferencia.preparado para la transferencia.

Lógica de ControlLógica de Control: controla su operación en respuesta : controla su operación en respuesta a los indicadores del modulo E/S.a los indicadores del modulo E/S.

TransductorTransductor: convierte las señales eléctricas : convierte las señales eléctricas asociadas al dato a otra forma de energía y viceversa asociadas al dato a otra forma de energía y viceversa en el caso de una entrada.en el caso de una entrada.

BufferBuffer: almacena temporalmente el dato que se está : almacena temporalmente el dato que se está transmitiendo.transmitiendo.

DISPOSITIVO EXTERNO DISPOSITIVO EXTERNO DE INTERACCION CON HUMANOSDE INTERACCION CON HUMANOS

La forma mas comun es a través de la La forma mas comun es a través de la combinación teclado/monitor.combinación teclado/monitor.

La unidad básica de intercambio es el La unidad básica de intercambio es el carácter. Asociado con cada carácter hay carácter. Asociado con cada carácter hay un código usualmente de 7 u 8 bits, un código usualmente de 7 u 8 bits, conocido como ASCII (Repasar).conocido como ASCII (Repasar).

Conjunto de circuitos, generalmente integrados en un chip o tarjeta, que dirige la lectura y escritura en las unidades de disco de una computadora. La transferencia de información desde y hacia la unidad de disco es una operación compleja, y el controlador de disco lleva a cabo tareas tales como situar el cabezal de lectura/escritura, servir de intermediario entre la unidad y el microprocesador y controlar la transferencia de información hacia y desde la memoria.

Los controladores de disco más usuales son IDE, EIDE (que pueden controlar hasta 4 unidades de disco duro) y SCSI.

Controlador de disco

MÓDULOS DE E –S.

FUNCIONES DE UN MODULO E/S

• Control y Temporización: coordina el tráfico entre los recursos internos y los dispositivos externos. (mas)

• Comunicación con el procesador: establece la Cx entre el procesador y los dispositivos externos. (mas)

• Comunicación con los dispositivos: intercambiar órdenes, información del estado y datos. (ver figura)

• Almacenamiento temporal en datos: los retiene y luego los envia al periferico a la velocidad de este.

• Detección de errores: informar al procesador de errores (defectos mecanicos y electricos). SEGUIR

Control y TemporizaciónControl y TemporizaciónEl control de transferencia de datos desde un disp externo al El control de transferencia de datos desde un disp externo al procesador podría implicar la siguiente secuencia de pasos:procesador podría implicar la siguiente secuencia de pasos:

• El uP interroga al modulo E/S para comprobar el estado El uP interroga al modulo E/S para comprobar el estado del dispositivo conectado al mismo.del dispositivo conectado al mismo.

• El modulo de E/S devuelve el estado del dispositivoEl modulo de E/S devuelve el estado del dispositivo

• Si el dispositivo está operativo y preparado para Si el dispositivo está operativo y preparado para transmitir, el procesador solicita la transferencia del dato transmitir, el procesador solicita la transferencia del dato mediante una orden al modulo E/S.mediante una orden al modulo E/S.

• El modulo E/S obtiene un dfato (por ej: de 8 o 16 bits) del El modulo E/S obtiene un dfato (por ej: de 8 o 16 bits) del dispositivo externo.dispositivo externo.

• Los datos se transfieren desde el modulo de E/S al Los datos se transfieren desde el modulo de E/S al procesador.procesador.

REGRESAR

Comunicación con el ProcesadorComunicación con el ProcesadorLa comunicación con el procesador implica:La comunicación con el procesador implica:

Decodificación de órdenesDecodificación de órdenes: el módulo E/S acepta : el módulo E/S acepta ordenes del procesador a través de lineas del bus de ordenes del procesador a través de lineas del bus de control. Ej: Leer sector, Escribir sector, Buscar numero control. Ej: Leer sector, Escribir sector, Buscar numero de pista, Explorar identificador de registro. de pista, Explorar identificador de registro.

DatosDatos: el procesador y el módulo de E/S intercambian : el procesador y el módulo de E/S intercambian datos a través del bus de datos.datos a través del bus de datos.

Información de estadoInformación de estado: ya que los perifericos son : ya que los perifericos son lentos, es importante conocer el estado del módulo. lentos, es importante conocer el estado del módulo. Señales de estado usuales son BUSY y READY.Señales de estado usuales son BUSY y READY.

Reconocimiento de direcciónReconocimiento de dirección: un módulo E/S puede : un módulo E/S puede reconocer una única dirección para cada uno de los reconocer una única dirección para cada uno de los perifericos que controla.perifericos que controla.

REGRESAR

Estructura de un Módulo E/S

Registro de DatosReg

estado/control

Lógica del interfaz a dispositivo

externo

Lógica del interfaz a dispositivo

externo

Lógica

de

E/S

Lineas de

datos

Lineas de dirección

Lineas de control

Datos

Estado

Control

Datos

Estado

Control

Interfaz al bus de sistema

Interfaz a dispositivo

externo

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