I/O通道(I/O Channel)設備的引入實際上,I/O通道是一種特殊的處理機。它具有執行I/O指令的能力,並通過執行通道(I/O)程式來控制I/O操作。通道地址段是指通道指令中用以表明字元送入記憶體(讀操作)或從記憶體取出(寫操作)的主存首址或者是指通道所連線外部設備的地址。
基本介紹
- 中文名:通道地址段
- 外文名:channel address segment
- 學科:計算機
- 定義:從記憶體中讀寫首址
- 有關術語:I/O通道
- 領域:計算機系統
簡介,通道的組成,設備控制器,通道程式,外圍處理機,
簡介
通道地址段是指通道指令中用以表明字元送入記憶體(讀操作)或從記憶體取出(寫操作)的主存首址。由於通道價格昂貴,致使機器中所設定的通道數量勢必較少,因此,一個通道通常連線多個外部設備,在大型計算機中,通道還可以指外圍處理機,通道地址段也可以是指通道所連線外部設備的地址段,一般通過設備控制器識別。
通道的組成
不同的通道,其組成也不同,下面以選擇通道為例介紹通道的組成。
(1)通道地址字暫存器CAWR:它存放從主存某固定單元中讀出的通道地址字CAW,再從CAW中取出通道程式首地址。通道中的CAWR類似於CPU中的程式計數器PC。
(2)通道指令暫存器CCWR:它存放從主存中讀出的通道指令,根據該通道指令向設備控制器發出控制命令。
(3)數據緩衝暫存器:當發生訪存衝突時,它用於暫時保存數據,等待一段時間後再傳送。另外,通道與設備之間按位元組傳送,而通道與主存之間按字傳送,故它具有組裝與拆分功能。
(4)設備地址暫存器:它接受啟動I/O指令(SIO)中所包含的設備號,並依次向I/O匯流排送出設備地址,經解碼產生選中設備信號。
(5)通道狀態字暫存器CSWR:它存放通道與設備的狀態信息。
(6)通道控制器:它產生控制通道操作的各種信號,類似於CPU中的微程式信號發生器。
設備控制器
設備控制器是計算機中的一個實體, 其主要職責是控制一個或多個 I/O 設備, 以實現 I/O設備和計算機之間的數據交換。它是 CPU 與 I/O 設備之間的接口,它接收從 CPU 發來的命令,並去控制 I/O 設備工作,以使處理機從繁雜的設備控制事務中解脫出來。
設備控制器是一個可編址的設備,當它僅控制一個設備時,它只有一個唯一的設備地址;若控制器可連線多個設備時,則應含有多個設備地址,並使每一個設備地址對應一個設備。地址識別是設備控制器基本功能之一。
地址識別就像記憶體中的每一個單元都有一個地址一樣,系統中的每一個設備也都有一個地址,而設備控制器又必須能夠識別它所控制的每個設備的地址。此外,為使 CPU 能向(或從)暫存器中寫入(或讀出)數據,這些暫存器都應具有唯一的地址。例如,在 IB-MPC 機中規定,硬碟控制器中各暫存器的地址分別為 320~32F 之一。 控制器應能正確識別這些地址, 為此,在控制器中應配置地址解碼器。
通道程式
通道是通過執行通道程式, 並與設備控制器共同實現對 I/O 設備的控制的。 通道程式是由一系列通道指令(或稱為通道命令)所構成的。通道指令與一般的機器指令不同,在它的每條指令中都包含下列諸信息:
(1) 操作碼。操作碼規定了指令所執行的操作,如讀、寫、控制等操作。
(2) 記憶體地址。記憶體地址標明字元送入記憶體(讀操作)和從記憶體取出(寫操作)時的記憶體首址。
(3) 計數。該信息表示本條指令所要讀(或寫)數據的位元組數。
(4) 通道程式結束位 P。該位用於表示通道程式是否結束。P=1 表示本條指令是通道程式的最後一條指令。
(5) 記錄結束標誌 R。R=0 表示本通道指令與下一條指令所處理的數據是同屬於一個記錄;R=1 表示這是處理某記錄的最後一條指令。
外圍處理機
外圍處理機是指由若干台處理機輔助中央處理機工作的外圍控制系統。外圍處理機由微處理器晶片、存儲器(包括讀寫存儲器RAM和唯讀存儲器ROM)組成,有時還包括相應的接口電路。外圍處理機是中央處理機以外的外圍處理設備,受中央處理機的控制,輔助中央處理機完成一些特定功能。外圍處理機也是一種通道結構,外圍處理機所處理地址空間也可以當做通道地址段。