7．2．2　I/O 接口的基本作用

7．2．2　I/O 接口的基本作用

CPU 与外部设备的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，这种接口设备被称为I/O 接口，又称设备控制器、I/O 控制器或I/O 模块。不同外设往往对应不同的设备控制器。

主机通过I/O 总线（桥）连接到各种设备控制器，如USB控制器、以太网卡、磁盘控制器等，它根据CPU 接收到的控制命令来对相应外设进行控制。它在主机一侧与I/O 总线相连，在外设一侧提供相应的连接器插座（图7.4为常见的几种连接外设的插座）。在插座上连上相应的连接外设的电缆，就可以将外设通过设备控制器连接到主机。即外设与主机之间的“通路”为：主机→I/O 总线（桥）→设备控制器→电缆→外设，如图7.5所示。USB 控制器、网卡（网络控制器）、磁盘控制器等都是一种设备控制器。

图7.4　常见I/O 设备插座

I/O 接口有很多种，不同的I/O 接口适用的场合也不同，有的用于数据通信，有的用于数据格式转换，有的用于电平转换，也有的用于系统定时/计数和DAM 传送，等等。综合各种情况，I/O 接口的基本作用归纳如下：

（1）数据缓冲功能：实现高速CPU 与慢速外部设备的速度匹配。

（2）信号转换功能：实现数字量与模拟量的转换、串行与并行格式的转换和电平转换。

（3）中断控制功能：实现CPU 与外部设备并行工作和故障自动处理等。

（4）定时计数功能：实现系统定时和外部事件计数及控制。

（5）DAM 传送功能：实现存储器与I/O 设备之间直接交换信息。

图7.5　外设、设备控制器与CPU、主存的连接