I/O指令

由于計算機的外圍設(shè)備品種繁多，幾乎都采用了機電傳動設(shè)備，因此，CPU在與I/O設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換時存在以下問題：

速度不匹配：I/O設(shè)備的工作速度要比CPU慢許多，而且由于種類的不同，他們之間的速度差異也很大，例如硬盤的傳輸速度就要比打印機快出很多。

時序不匹配：各個I/O設(shè)備都有自己的定時控制電路，以自己的速度傳輸數(shù)據(jù)，無法與CPU的時序取得統(tǒng)一。

信息格式不匹配：不同的I/O設(shè)備存儲和處理信息的格式不同，例如可以分為串行和并行兩種；也可以分為二進制格式、ASCII編碼和BCD編碼等。

信息類型不匹配：不同I/O設(shè)備采用的信號類型不同，有些是數(shù)字信號，而有些是模擬信號，因此所采用的處理方式也不同。

基于以上原因，CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換必須通過接口來完成，通常接口有以下一些功能：

（1）設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應(yīng)CPU與外設(shè)之間的速度差異，接口通常由一些寄存器或RAM芯片組成，如果芯片足夠大還可以實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸；

（2）能夠進行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換；

（3）能夠協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)兩者在信息的類型和電平的差異，如電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器、數(shù)模或模數(shù)轉(zhuǎn)換器等；

（4）協(xié)調(diào)時序差異；

（5）地址譯碼和設(shè)備選擇功能；

（6）設(shè)置中斷和DMA控制邏輯，以保證在中斷和DMA允許的情況下產(chǎn)生中斷和DMA請求信號，并在接受到中斷和DMA應(yīng)答之后完成中斷處理和DMA傳輸。

計算機中的I/O設(shè)備[1]故障表現(xiàn)主要有以下三個方面：

（1）I/O設(shè)備就無法正常使用了，包括各類外接接口、筆記本的鍵盤打不出字、觸控屏不靈等現(xiàn)象。

（2）電腦維修工具：主板診斷卡插在主板上進行跑碼會顯示FF代碼、00代碼、DD代碼或無代碼及反復(fù)跑C1~C5代碼的現(xiàn)象。

（3）I/O設(shè)備短路等故障還會導(dǎo)致計算機連接外部設(shè)備的時候可能會受到靜電的沖擊或干擾以至于損壞其他電容、二極管等元器件。從而導(dǎo)致設(shè)備無法開機的嚴重后果。

防范I/O設(shè)備故障：I/O設(shè)備屬于精密的電子產(chǎn)品，使用過程中對環(huán)境要求嚴格，切莫在高溫，潮濕的環(huán)境下使用。

I/O接口的功能是負責實現(xiàn)CPU通過系統(tǒng)總線把I/O電路和外圍設(shè)備聯(lián)系在一起，按照電路和設(shè)備的復(fù)雜程度，I/O接口的硬件主要分為兩大類：

（1）I/O接口芯片

這些芯片大都是集成電路，通過CPU輸入不同的命令和參數(shù)，并控制相關(guān)的I/O電路和簡單的外設(shè)作相應(yīng)的操作，常見的接口芯片如定時計數(shù)器、中斷控制器、DMA控制器、并行接口等。

（2）I/O接口控制卡

由若干個集成電路按一定的邏輯組成為一個部件，或者直接與CPU同在主板上，或是一個插件插在系統(tǒng)總線插槽上。

按照接口的連接對象來分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、鍵盤接口和磁盤接口等。

以8086/8088為例，其I/O端口采用獨立編制方式，可有64K字節(jié)端口或32K個字節(jié)端口。指令系統(tǒng)中設(shè)有專門的輸入指令I(lǐng)N和輸出指令OUT來訪問端口。I/O端口的尋址方式有直接端口尋址和間接端口尋址兩種。

直接端口尋址是在指令中直接給出要訪問的端口地址，端口地址用一個8位二進制數(shù)表示，則此時最多允許尋址256個端口。

例如:IN AL, 40H 從端口地址為40H的端口中取出字節(jié)送給寄存AL

OUT 50H， AL 將AL中的內(nèi)容輸出到端口地址為50H的端口中

當訪問的端口地址數(shù)大于等于256時，直接端口尋址不能滿足要求，而要采用間接端口尋址方式。此時，端口的地址必須由DX寄存器指定，允許尋址64K(0~65535)個端口。

例如:MOV DX， 309H

IN AL，DX 從端口地址為309H的端口中取出字節(jié)給AL

MOV DX，206H

OUT DX，AL

pxi數(shù)字i/o模塊適合于大電壓輸入輸出、大驅(qū)動電流輸出等場合下對于信號的切換、端口的控制、信號的采集量化等要求。數(shù)字i/o模塊作為數(shù)字控制的基本模塊，是組成pxi總線自動測試系統(tǒng)必不可少的基本模塊。

指的是一切操作、程序或設(shè)備與計算機之間發(fā)生的數(shù)據(jù)傳輸過程。

輸入/輸出系統(tǒng)(Input/Output System) ，指控制計算機數(shù)據(jù)流動的體制，包括程序、硬件。

I/0接口的概念