INTERFACES D ENTREES-SORTIES. 2 Synchronisation des entrées-sorties

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1 1 Rôle des interfaces Adaptation physique et logique Accès par adressage Synchronisation des échanges 2 Synchronisation des entrées-sorties Consultation et affichage directs Synchronisation par test d état 3 Compléments

2 - 1 - Rôle des interfaces Très grande diversité des périphériques usuels : clavier, écran, imprimante... particuliers : caméra, automate, outil de mesure... Uniformiser la vision des périphériques : adaptation physique et logique accès par adressage synchronisation processeur Interface adaptation logique Bus adressage synchronisation adaptation physique périph. 2

3 Rôle des interfaces Adaptation physique amplification de tension ou de courant changement de support physique : courant, optique, magnétique conversion analogique digital conversion digital analogique capteurs / actionneurs (image, son,...) : relèvent de dispositifs périphériques spécialisés interface disque DAC ADC sorties de puissance entrées-sorties analogiques périph. magnétique processeur : périphérique : Adaptation logique données 8, 16, 32 bits en parallèle données largeur différente (ex. série bit à bit) l interface assure souvent la détection d erreurs 3

4 Rôle des interfaces Accès par adressage le processeur communique par son bus -> adresses interface : collection d adresses chaque adresse a un rôle spécifique Exemple afficheur (S) : écriture à adr1 signal d enfoncement touche (Valid) : lecture à adr2 valeur de la touche enfoncée (E) : lecture à adr3 bus du processeur interface adr1 adr2 adr3 décodage S Valid E

5 Rôle des interfaces Synchronisation des échanges communiquer des séquences de données sans perte ni duplication sans précaution, rien n assure que : le processeur lit la donnée quand l extérieur la délivre l extérieur voit la donnée quand le processeur l écrit protocole calculateur - périphérique assuré en partie par l architecture de l interface en partie la programmation des échanges 5

6 - 2 - Synchronisation des entrées-sorties Consultation et affichage directs accès à la volée, sans aucune synchronisation peut suffire dans certains cas Entrée-sorties synchronisées par test d état pour communiquer une séquence de données 6

7 Synchronisation des entrées-sorties Consultation et affichage directs Lecture à la volée présenter la donnée externe sur le bus de donnée lorsque le processeur exécute une lecture sur un port ==> adaptateur trois-états validé par le décodage d adresse bus de donnée extérieur CS lec décodage A = adr A lece-s moment de la lecture : décidé par l activité programmée convient pour consulter un état extérieur : prélever une mesure, tester l état ouvert/fermé d une vanne... 7

8 Synchronisation des entrées-sorties Consultation et affichage directs Affichage à la volée une donnée écrite sur le bus est éphémère (un cycle bus) ==> mémoriser la donnée dans l interface (registre ou verrou) chargement commandé par l écriture sur le port bus de donnée extérieur ch CS ecr décodage A = adr A ecre-s la valeur affichée demeure jusqu à une prochaine écriture sur le port convient pour : commandes de marche/arrêt avec un DAC, vitesse d un moteur, musique... 8

9 Synchronisation des entrées-sorties Synchronisation par test d état Entrée-sorties de séquences de valeurs ==> garantir que chaque donnée est prise en compte une fois et une seule consultation et affichage directs ne conviennent pas : récepteur : ignore s il y a une nouvelle donnée émetteur : ignore si le récepteur est prêt à recevoir technique simple, mémoire de 1 bit dans l interface : état de la communication 1 : donnée disponible 0 : absence de donnée émetteur et récepteur attendent que l état soit convenable récepteur interface émetteur état 9

10 Synchronisation des entrées-sorties Synchronisation en entrée bit d état EP : entrée présente passe à 1 quand l extérieur présente une donnée, Valid à 0 quand le programme lit la donnée extérieur E interface bus du processeur EntréePrésente EP Valid mise à 1 mise à 0 programme de lecture tantque EP 1 faire fait; lire la donnée; EP:=0 consommation de la donnée attente le processeur attend par une boucle : attente active il n est pas disponible pour autre chose l extérieur attend que la donnée soit lue avant de fournir la suivante 10

11 Synchronisation des entrées-sorties Synchronisation en entrée Accès au bit d état EP rendu accessible à une adresse de port AdrEtat E bus de donnée A = AdrDonnée A Valid Entrée Présente mise à 1 EP mise à 0 A = AdrEtat lece-s ecre-s A Avec cette interface : la mise à 0 de EP est faite explicitement par une instruction d écriture à l adresse AdrEtat (donnée sans importance, l ordre d écriture met EP à 0) 11

12 Synchronisation des entrées-sorties Synchronisation en entrée Affectation automatique du bit d état EP doit être mis à 0 après avoir lu la donnée ==> l interface le fait automatiquement ==> interface plus simple d emploi l évènement lecture donnée sert de mise à 0 de EP E Valid Entrée Présente mise à 1 EP mise à 0 A = AdrDonnée A = AdrEtat bus de donnée A lece-s A 12

13 Synchronisation des entrées-sorties principe similaire Synchronisation en sortie bit d état SP : sortie présente passe à 1 quand le programme écrit une donnée, à 0 quand l extérieur acquitte la donnée (Acquit) extérieur S interface bus du processeur SortiePrésente Acquit SP mise à 0 mise à 1 programme d écriture tantque SP 0 faire fait;attente écrire la donnée; SP:=1 signale nouvelle donnée La mise à 1 de SP est généralement faite automatiquement par l interface lors de l écriture 13

14 Commandes de configuration Compléments interfaces offrant plusieurs modes de fonctionnement ==> configuration par envoi de codes sur un port de contrôle exemple : interface configurable en entrée ou en sortie bus de donnée D0 MODE A = AdrControle A EcrES D exterieur écriture de 0 sur AdrControle => MODE:=0 => entrée écriture de 1 sur AdrControle => MODE:=1 => sortie 14

15 Compléments Commandes de configuration Exemples de commandes de configuration : choix de modes de transmission choix de vitesse de transmission série choix de mécanismes de détection d erreurs choix de protocole de synchronisation choix entre test d état ou génération d interruption Interfaces multiples contient plusieurs interfaces indépendants (ou presque) chaque interface : quelques adresses internes cas d une interface pour une entrée et une sortie : la même adresse sert aux deux ports de données la distinction se fait par les signaux lecture-écriture un bit d état pour chaque liaison ==> généralement regoupés en un mot d état lu à une adresse ==> isoler le bit à tester par un masquage 15

16 Compléments Différences adresses mémoire / ports d E-S adresses mémoires : doivent (devraient) désigner de simples mots mémoires ==> sémantique ultime simple et immuable pour les instructions qui utilisent la mémoire MOV R,Adr signifie R:=MEM[Adr] adresses de port : désignent des organes complexes et non fixés à l avance ==> pas de sémantique ultime définie pour les instructions d entrée-sortie (IN et OUT) IN R,Adr signifie??? cela dépend... Exemple, avec l interface d entrée précédente : IN R,AdrDonnée provoque R:=E,EP:=0 16