Perif©ricos Interfaces y Buses - istr. IV. Dispositivos de E/S de datos ... Con los comandos...

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  • GRUPO DE COMPUTADORES Y TIEMPO REAL J. Javier Gutirrez 1FACULTAD DE CIENCIAS 27/abr/09

    UNIVERSIDADDE CANTABRIA

    Perifricos Interfaces y BusesI. Arquitectura de E/S

    II. Programacin de E/S

    III. Interfaces de E/S de datos

    IV. Dispositivos de E/S de datosDispositivos de entrada de datos (teclado, escner, tablas digitalizadoras, cmaras). Dispositivos de presentacin de datos (monitores, tarjetas grficas, impresoras). Otros dispositivos de E/S (sensores, actuadores, controladores de lneas analgicas y digitales).

    V. Buses

    VI. Controladores e interfaces de dispositivos de almacenamiento

    VII. Sistemas de almacenamiento

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    Dispositivos de E/S de datosBloque I Introduccin El teclado Actividad propuesta

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    Introduccin a los dispositivos de E/S de datosLos dispositivos de entrada salida se conectan al computador a travs de interfaces de muy distinta naturaleza: controlan un slo dispositivo

    - puerto paralelo, puerto serie controlan muchos dispositivos

    - bus USB, Fire Wire, Infiniband (servidores de alta gama hasta 30 Gbits/s), etc.

    buses de E/S que permiten la conexin de interfaces de dispositivos (incluso interfaces USB):- genricos: bus ISA, bus EISA, bus PCI, bus PCI-Express, etc.- dedicados: buses IDE, bus SCSI,

    otros buses para sistemas industriales- bus CAN, bus I2C, etc.

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    Introduccin a los dispositivos de E/S de datos (cont.)En el Tema I discutimos la clasificacin de los perifricos y vimos la clasificacin que haca W. Stallings [3], en la que distingua dos grupos: Memoria externa: como parte del sistema de memoria

    - discos magnticos, discos pticos (CDs, DVDs), cintas magnticas, etc.

    Dispositivos de E/S:- de interaccin con humanos: comunicacin usuario computador- de interaccin con mquinas: comunicacin con elementos del

    equipo- de comunicacin: para el acceso a equipos remotos

    En este tema consideramos los dispositivos que pertenecen al segundo grupo, dejando aparte los de comunicaciones

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    Clasificacin de los dispositivos de E/SDentro de los dispositivos de E/S podemos tambin hacer una clasificacin: Dispositivos de entrada de datos:

    - teclado- ratn- joystick- escner- tabla digitalizadora- lpiz ptico- cmaras (analgicas y digitales)

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    Clasificacin de los dispositivos deE/S (cont.) Dispositivos de presentacin de datos:

    - monitores- tarjetas grficas- impresoras- trazadores (plotters)

    Dispositivos de entrada y presentacin de datos:- tarjetas de sonido- monitor tctil- terminales: constan de teclado y pantalla

    Otros dispositivos de E/S- sensores- actuadores- controladores de lneas analgicas y digitales

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    Caractersticas de los dispositivos de E/STodo dispositivo responde en general a los siguientes grupos de caractersticas: funcionalidad: para lo que sirve, lo que hace estructura del hardware: caractersticas elctricas y mecnicas,

    principios de su funcionamiento, cmo lleva a cabo su funcionalidad

    modo de conexin al computador: la interfaz o interfaces que que utiliza, estndares o no

    modelo de programacin: cmo se realiza su configuracin y control

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    Dispositivos de E/S de datosBloque I Introduccin El teclado Actividad propuesta

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    El tecladoFuncionalidad el teclado convencional es el principal dispositivo de entrada de

    datos en un computador tambin los terminales van acompaados de teclados

    (normalmente especiales)

    Conexin al computador normalmente va acompaado de una interfaz especial de

    teclado

    Hardware consiste en una matriz de contactos con un controlador que

    detecta las teclas pulsadas, incluso si se pulsan a la vez

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    Hardware del teclado

    [1]

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    Hardware del teclado (cont.)Funcionamiento bsico del teclado: el chip del teclado chequea la matriz de contactos para

    comprobar cuando se pulsa o se suelta una tecla escribe el cdigo a un buffer interno despus se retransmite el cdigo a la interfaz del PC con la recepcin del cdigo, la interfaz produce una interrupcin

    Cada tecla tiene asignado un cdigo que es el que la interfaz transmite su interpretacin la realiza el driver para producir el carcter o el

    control correspondiente

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    Cdigos de scan de teclado

    [1]

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    Modelo de programacin del tecladoEl teclado tiene asociados dos puertos de E/S: direccin 60h

    - buffer de salida - slo lectura- buffer de entrada - slo escritura

    direccin 64h- registro de control - slo escritura- registro de estado - slo lectura

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    Controlador de teclado

    [1]

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    Registro de estado

    [1]

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    Registro de controlSobre los 8 bits del registro de control se pueden escribir cdigos con los comandos que el controlador ejecutar

    Algunos ejemplos son los siguientes

    Cdigo Comando

    a7h Deshabilita el dispositivo auxiliar

    a8h Habilita el dispositivo auxiliar

    a9h Comprueba la interfaz hacia el dispositivo auxiliar devolviendo su estado en el buffer de salida.(00h= no error, 01= linea del reloj baja, 02h= linea de reloj alta, 03h= linea de datos alta, 04h= linea de datos baja, ffh= no hay dispositivo auxiliar)

    aah El controlador del teclado ejecuta un auto test y escribe 55h en el buffer de salida si no se detecta ningn error

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    Registro de control (cont.)

    Cdigo Comando

    abh Comprueba la interfaz hacia el teclado devolviendo su estado en el buffer de salida.(00h= no error, 01= linea del reloj baja, 02= linea de reloj alta, 03h= linea de datos alta, 04h= linea de datos baja, ffh= error general)

    adh Desactiva el teclado

    aeh Activa el teclado

    c0h Lee el puerto de entrada y transfiere su contenido al buffer de salida

    d0h Lee el puerto de salida y transfiere su contenido al buffer de salida

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    Buffers de entrada y salidaPermiten enviar datos hacia y desde el controlador del teclado y el teclado mismo

    Buffer de entrada se puede enviar un comando al controlador o al teclado

    - con la escritura del puerto 60h si el bit INPB del registro de estado est a cero

    Buffer de salida cuando se pulsa una tecla, sta termina en el buffer de salida y

    se genera una interrupcin el manejador puede leer entonces el cdigo de la tecla pulsada

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    Buffers de entrada y salida (cont.)Con los comandos adecuados en el registro de control los buffers de entrada y salida pueden contener los valores de otros dos registros: puerto de entrada

    - informacin sobre el teclado puerto de salida

    - otras funciones de control

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    Puerto de entrada

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    Puerto de salida

    [1]

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    Dispositivos de E/S de datosBloque I Introduccin El teclado Actividad propuesta

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    Actividad propuestaRecopilar a modo de apuntes la informacin correspondiente a las caractersticas de uno de los siguientes tipos de dispositivo:

    - ratn- joystick- escner- tabla digitalizadora- lpiz ptico- cmaras (analgicas y digitales)- monitores- tarjetas grficas- impresoras- trazadores (plotters)- tarjetas de sonido- monitor tctil

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    UNI