12、计算机I/O与网络接口技术解析

计算机I/O与网络接口技术解析

在计算机系统中，I/O（输入/输出）和网络接口技术起着至关重要的作用。它涉及到计算机与外部设备之间的数据传输、中断处理等多个方面，下面我们将详细探讨这些技术。

1. DMA数据传输与握手过程

DMA（直接内存访问）数据传输包含一个握手过程。首先，CPU会初始化DMA端的地址寄存器（AR）和工作计数寄存器（WCR），并检查WCR是否为0。若WCR为0，则表示传输完成，DMA会向CPU发送中断信号；若WCR不为0，则DMA开始数据传输。在每次迭代中，工作计数寄存器减1，地址寄存器加1，即WCR←WCR - 1，AR ←AR + 1，数据持续传输直到WCR为0。以下是DMA握手过程的mermaid流程图：

graph TD;
    A[CPU初始化AR和WCR] --> B{检查WCR是否为0};
    B -- 是 --> C[DMA发送中断信号给CPU];
    B -- 否 --> D[DMA开始数据传输];
    D --> E[WCR = WCR - 1, AR = AR + 1];
    E --> F{WCR是否为0};
    F -- 否 --> D;
    F -- 是 --> C;

2. 中断处理

处理器通常在无中断的情况下执行程序，但在某些特殊情况下，会被外部条件中断以处理紧急任务。这些特殊情况包括：
- 系统复位
- 电源故障
- 缓冲区溢出或下溢
- 非法指令代码
- DMA数据传输完成
-