ورودی/خروجی حافظه ای

[SoHeIl]

ورودی/خروجی حافظه*ای و ورودی/خروجی درگاهی (به انگلیسی: Memory-Mapped I/O و Port-Mapped I/O به اختصار MMIO و PMIO) دو روش مکمل برای پیاده*سازی ورودی/خروجی بین پردازنده و دستگاههای جانبی در یک رایانه میباشند. یک راه دیگر میتواند استفاده از یک پردازنده اختصاصی که دستورات مخصوص خود را دارا میباشد باشد.[۱]

در هر دو این روشها، پردازنده و دستگاه*جانبی هردو دسترسی مستقیم به یک فضای حافظه*ای (که میتواند بسیار کوچک باشد) که بر روی آن دستگاه*جانبی قرار دارد، دارند و از این طریق دستورات و داده*های خود را داخل آن فضا کپی کرده و با یکدیگر ارتباط برقرار مینمایند.

تفاوت این روشها در نحوه آدرس*دهی در داخل این فضای حافظه مشترک است. یکی از این روشها از آدرسهای حافظه*ای (Memory-Mapped I/O) استفاده نموده در حالیکه دیگری از آدرس*دهی درگاهی (Port-Mapped I/O) استفاده مینماید. مسلماً پردازنده*هایی که از آدرس*دهی درگاهی استفاده میکنند با توجه به اینکه تعداد آدرسهای درگاهی به نسبت آدرسهای حافظه*ای بسیار محدودتر میباشند، انتخابهای کمتری دارند.

پردازنده*های جدید اصولاً از سیستم آدرس*دهی ورودی/خروجی حافظه*ای استفاده میکنند. هرچند که پردازنده*های اینتل به دلایل سنتی از هر دو نوع آدرس*دهی استفاده میکنند.

 

[SoHeIl]

عملکرد از آنجاییکه رابطه پردازنده و دستگاههای جانبی یک رابطه یکطرفه است، به این معنی که تنها پردازنده میتواند به حافظه به اشتراک گذاشته شده توسط دستگاه جانبی سرکشی نموده محتویات آنراخوانده و یا روی آن بنویسد در حالیکه دستگاه جانبی تنها دسترسی به حافظه داخلی خود دارد و نه حافظه داخلی پردازنده، بنابراین یک روش برای ارتباط این دو رأی*گیری یا Polling نام دارد، به اینصورت که دستگاه جانبی هرآنچه که میخواهد به پردازنده انتقال دهد را روی حافظه خود نوشته و پردازنده طی زمانهای ثابتی به این حافظه سرکشی میکند تا ببیند آیا دستور یا داده جدیدی برای پردازش در آن وجود دارد یا نه.

روش رأی*گیری نارسا و ناکافی شناخته شده است بخاطر اینکه در صورت مشغول بودن پردازنده، کار با این روش بسیار زمانبر میشود.

روش جایگزین خط وقفه یا Interrupt line نام گرفته است. در این روش دستگاه جانبی هر زمان که چیزی برای پردازش داخل ثبات یا حافظه خود بنویسد، یک سیگنال درخواست وقفه (Interrupt Request یا IRQ) به پردازنده ارسال مینماید و پردازنده وقتی یک سیگنال درخواست وقفه دریافت نمود کارهای خود را در هرمرحله*ای که باشد ذخیره کرده و متوقف مینماید. سپس پردازنده با توجه به شماره سیگنال درخواست وقفه دریافتی و مقایسه آن با جدول شماره وقفه*ها برای فهمیدن اینکه کدام دستگاه آن درخواست وقفه را ارسال نموده است (مثلاً در حالت استاندارد IRQ ۰ برای ساعت سیستم، ۱ برای صفحه*کلید و ۱۴ برای دیسک سخت اصلی میباشند) به آن دستگاه مراجعه نموده و پس از انجام پردازش مورد نظر به کار قبلی خود از همان نقطه که رها کرده بود بازمیگردد.