2022年微机接口 .pdf

1 PENTIUM CPU内部有哪些部件？各起什么作用？（包含了486 全部特性）总线接口部件，与指令预取部件和高速缓存部件交换信息，一切对总线访问的请求都由BIU 判优和执行。2 指令预取部件，若总线处于空闲周期，则其部件产生存储器地址向BIU 发出预取指令请求。3 指令译码部件，从指令预取队列中取机器码，并将其转换成对其他部件进行控制的信号。4 控制部件，对整数部件，浮点运算部件和分段部件等进行控制，使它们完成已译码指令的执行。5 整数部件，它能在一个时钟周期内完成整数的传送，加减运算，逻辑操作等。6 分段分页，用来实现存储器保护和虚拟存储器管理。7 浮点运算部件，当内部寄存器或片内Cache 取数时，使其运算速度极大提高。8 高速缓存部件，提高命中率且提高了数据处理速度。（PENTIUM）9 分开的指令Cache和数据Cache。10 分支目标缓冲器预测分支指令，以减少由于指令预取的耽误所引起的流水线执行的延迟而预取缓冲器进行预取操作，预测分支是否会发生。11 指令译码部件、控制 ROM 和控制部件12 超标量体系结构的整数部件：两条流水线U 和 V，U 能够执行所有的证书和浮点指令，V 能够执行简单的整数指令和FXCH浮点指令。13 流水线式浮点部件：完成加乘除和装入操作和浮点操作。14 分段和分页减少了页面切换的频率加快了某些应用程序的执行。15 数据整合和出错检测：校验机器异常，FRC，尽可能检查处理器及其接口的错误，第二个检验器用来与主处理器以锁步方式执行对主处理器驱动总线进行采样，与自己内部计算比较，若不匹配，则发出出错信号。16 调试与测试：边界扫描测试还具有跟踪能力，当指令进入流水线中任一条并执行完成或发生一次分支提供外部提示。2 接口电路内部一般有哪几种类型的寄存器？各起什么作用？通用寄存器、分为数据寄存器组和指示器变址积存器组，前者的存在减少了为存取操作数所需访问总线和主存储器的时间，加快了机器的运行速度；后者用来存放操作数的偏移地址用作指示器或变址寄存器。2 段寄存器，为了让微处理器内部能够达到寻址能力为 20 位物理地址。3 描述符寄存器，为了描述每个段的段基址、段限长和其他属于。4指令计数器，用于保存将要执行的下一条指令相对于段基址的偏移量。5 标志寄存器，包含 3 种标志，状态标志报告算术指令执行后的状态；控制标志用语控制串指令的执行方向；系统标志用语控制I/O、屏蔽中断、调试、任务转换和控制保护模式与虚拟8086模式之间转换等。6 控制寄存器，用来存放全局特性的机器状态。7 系统地址寄存器，确保其快速性并描述系统各个状态。8 调试寄存器，8 个 32 位的可变成寄存器来支持调试功能。9 测试寄存器，用于转换后援缓冲器TLB的测试和高速缓存Cache的测试以及奇偶校验与指令Cache结束位。10 模型专用寄存器，用语控制可测试性、执行跟踪、性能监测和机器检查错误。3 端口有哪几种编址方式？各有什么特点？端口统一编址：此编址把一个端口视为一个寄存器单元，并赋以相应的存储器地址，CPU访问端口如同访问存储器一样，访内存指令同样适合I/O 端口。无需专门的I/O 指令，并可通过功能强的访内存指令直接对I/O 数据进行算术或逻辑运算。端口独立编址：此编址可将所有I/O 借口看做一个独立于存储器空间的I/O 空间，在空间内，每个端口都被分配一个I/O 地址。访I/O 地址空间必须用专门的I/O 指令。其指令要么为单字节指令，要么就是仅带端口地址的多字节指令，I/O 功能单一，仅作数据传输而无算术或逻辑运算。4 主机与外设之间有哪几种数据交换方式？各有什么特点？查询方式：CPU 的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单。中断方式：外围设备用来主动通知CPU，准备送出输入数据或接受输出数据。CPU与外设可以进行分时操作，外设只有在需要CPU的时候才占有CPU，而使 CPU的利用率得到提高。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -DMA 方式：主要优点是速度快，而且用DMA 方式进行主机与外设的数据交换时，数据在存储器与外设间直接开辟的高速数据通路上进行传送，不需要CPU 干预，而直接在内存和I/O 设备间进行。此方式一般用于高速传送成组数据，DMA 控制器将向内存发出地址和控制信号，修改地址，对传送的字的个数计算以中断方式向CPU 报告传送操作的结束。通道方式：它的特点是使用专用的I/O 处理机，以通道控制方式管理各种I/O 设备，处理与外设的数据交换。5 在总线上完成一次数据传输要经历哪几个阶段？每个阶段的主要工作是什么？申请阶段：当系统总线上有多个主控制模块时，需要使用总线的主控模块提出申请，由总线仲裁部分确定把下一个传输周期的总线使用权给哪个模块。若系统总线上只有一个主控制模块，就不需要。寻址阶段：取得总线使用权的主控模块通过总线发出本次打算访问的从属模块的地址及有关命令，以启动参与本次传输的从属模块。传输阶段：主控模块和从属模块之间进行数据传输，数据又源模块发出经数据总线流入目的模块。结束阶段：主从模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线。6 简述一个字符“A”从键盘输入到CRT显示输出的全过程。当字符 A 按下时，延时大约 20ms 左右，待抖动消失后，在稳定状态下进行被按键识别。从第 0 行第 0 列开始，顺序对所有按键编号，通过逐行扫描确定被按键的编号。串行接口接受键盘送来的扫描码，完成串行转换后保存，收妥一个键盘扫描码后，立即产生一个中断请求信号。保存的扫描码供CPU读取，并通过软件进行相应转换处理，接受CPU命令后，然后又送入显示器上的字符视频缓冲区。实际上显示器所显示的字符A并非是直接输入马上显示，而是通过缓冲区读取得到。7 什么是 USB？它有哪些特点？是主机连接外设的I/O 接口标准。1 具有即插即用特性，连接外设时不必再打开机箱，支持热拨插。2 为 WSB接口设计的驱动程序和应用程序可以自行启动无需用户干预。3成本低。4 节省空间，统一的4 针圆形插头。5 开放性不具专利版权的理想的工业标准。8 简要叙述在单片8259A 情况下一个可屏蔽中断的完整处理过程。在操作字命令OCW1 情况下，它用于中断屏蔽，在写入OCW1时，直接对中断屏蔽寄存器 IMR 的相应位进行置位和复位操作。如果Mi 为 1，则屏蔽与之相对应的IRi输入，禁止它产生中断输出信号INT。如果为 0 则清楚屏蔽位状态，允许对应的IRi 输入信号产生INT输出。屏蔽某个IR 输入，不影响其他IR 请求的操作。因此，利用 OCW1 屏蔽中断某些 IR 请求，可以禁止与之相连的设备请求中断，而其他设备可以通过未被屏蔽的IR 端申请中断。IMR 的内容可以读出，供CPU判断处理。9 把控制字82H 写入 82C55A的控制寄存器后，其端口 A、B和 C 的操作方式是什么？各端口引线的输入/输出方向是怎样的？输入端口 A 所用的联络信号是端口C的 PC3、PC4和 PC5引脚，而端口 B 则用的是PC0、PC1和 PC2引脚。输出端口A 所用的联络信号是端口C的 PC、3PC6和 PC7引脚，端口B 则用的是PC0、PC1和 PC2引脚13组成微机存储器时，如何产生存储器芯片的片选择信号？产生片选择信号有哪几种方法？各有什么特点？（10分）存储器芯片的片选择信号通过地址译码方法产生，实现片选的方法有如下3种。线选法。它直接将某地址高位接到某存储芯片的片选端，当该地址信息为1时选中该存储器，然后再依地址低位对其进行片内寻址。线选法的优点是线路简单，选择芯片不需外加逻辑电路，故可用于较小的微机系统中。但是，线选法不能充分利用系统的存储器空间，且把地址空间分成了相互隔离的区段，给编程带来一定的困难。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -全译码法。它把 N条低位地址线直接接到所有存储芯片的地址输入端（N由片内存储容量 2N 决定），以进行存储芯片的片内寻址，再将地址总线中剩下的高位地址线全部接到地址译码器的输入端，把经译码器译码后的输出作为各芯片的片选信号。全译码法寻址不浪费可利用的地址范围，并可使存储器互相邻接，不产生地址码重叠的存储区，但全译码法寻址对译码电路的要求较高。部分译码法，是线选法和全译码法的结合。在部分译码法中，利用地址线高位进行译码产生片选信号时，有的地址线未加译码，这些地址线在需要时可直接与芯片片选信号相连，以对芯片进行线选。当CPU 的寻址范围大于所设计的微计算机系统要求的存储容量时，常采用此种译码法。1 设 82C54内计数器0、1、2 的 I/O 端口地址分别为40H、44H、48H，控制寄存器I/O端口地址为4CH。编写一指令序列，完成下列初始化设置：1）计数器 0：二进制计数，以方式0 工作，计数初值为1234H；2）计数器 1：BCD计数，以方式1 工作，计数初值为100H；3 计数器 2：二进制计数，以方式4 工作，计数初值为1FFFH；MOV AL,30H;OUT 4CH,AL;MOV AL,55H;OUT 4CH,AL;MOV AL,0B8H;OUT 4CH,AL;MOV AL,34H;OUT 40H,AL;MOV AL,12H;OUT 40H,AL;MOV AL,00H;OUT 44H,AL;MOV AL,01H;OUT 44,AL;MOV AL,0FFH;OUT 48H,AL;MOV AL,1FH;OUT 48H,AL;用汇编语言写一段对PC/AT系统中的主8237 芯片进行全“0”、“1”测试的程序.MOV AL,04H；OUT DMA+08H,AL；OUT DMA+0DH,AL；,；MOV AL，00H；OUT DMA+08H，AL；MOV AL，OFFH；OUT DMA+01H，AL；PUSH AX；OUT DMA+01H，AL；MOV AL，58H 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -OUT DMA+0BH，AL；MOV AL，00H OUT DMA+0AH，AL；MOV AL，54H OUT TIMER+03H，AL；MOV AL，12H OUT TIMER+01H，AL；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -