1.微型计算机技术之IO地址空间、内存地址空间

最新推荐文章于 2025-07-09 20:36:29 发布

NIUZI_J

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/JIA_GUOQIANG/article/details/51388365

本文介绍了CPU如何管理和访问内存、IO设备，重点阐述了IO地址空间和内存地址空间的概念。CPU通过IO端口与IO设备交互，有两种访问方式：统一编址和独立编址。此外，还详细讲解了IO设备与CPU数据交互的三种方式——轮询、中断和DMA，并探讨了IO内存的访问方法，包括统一编址和独立编址下的访问策略。

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一、IO端口

对于主板上CPU，其管理（读、写）的资源包括（不是主要包括）：

1）内部寄存器；

2）存储器（RAM、ROM）；

3）IO设备；

主板上CPU可以理解为功能强大的单片机，对内部寄存器管理（读、写）很容易理解；CPU通过地址线、数据线、控制线连接RAM（内存），通过发送特定地址可以实现直接对内存的读写操作，那CPU可以对多少个存储单元进行操作呢？地址线从全0到全1，就是CPU可以操作的存储单元的个数，该片地址区域即称作内存地址空间，如IntelCPU地址线有32条，则最大可寻址内存地址空间为0~0xFFFFFFFF，包含2的32次方个存储单元，即4GB（存储单元以字节为单位）；CPU怎么对IO设备如键盘、鼠标、串口进行访问呢？由于IO设备并没有直接连接到CPU（就是个功能强大的单片机）的引脚上，所以不能直接对IO设备进行操作，那CPU怎么对他们进行操作能，这就出现了IO端口的概念：

IO端口是CPU与IO设备间交互数据的接口（只是一个称呼，没有实体），一个IO设备可能有一个或多个端口（EC芯片具有60/64、62/66 4个端口），一个端口与IO设备中的一个或两个寄存器相对应（如EC的状态、控制寄存器就对应端口64），CPU为每个端口分配一个地址，称作该端口的端口号，所有的端口号的集合称作IO地址空间，IO地址空间也就对应了所有的IO设备。

IO端口的两种访问方式：