Question

I/O端口的编址方式有几种?各有什么特点?

Answer 1

有两种，即独立编址和统一编址。 1.独立编址(专用的I/O端口编址)----存储器和I/O端口在两个独立的地址空间中 (1)优点：I/O端口的地址码较短，译码电路简单，存储器同I/O端口的操作指令不同，程序比较清晰；存储器和I/O端口的控制结构相互独立，可以分别设计 (2)缺点：需要有专用的I/O指令，程序设计的灵活性较差 2.统一编址(存储器映像编址)----存储器和I/O端口共用统一的地址空间，当一个地址空间分配给I/O端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间 (1)优点：不需要专用的I/O指令，任何对存储器数据进行操作的指令都可用于I/O端口的数据操作，程序设计比较灵活；由于I/O端口的地址空间是内存空间的一部分，这样，I/O端口的地址空间可大可小，从而使外设的数量几乎不受限制 (2)缺点：I/O端口占用了内存空间的一部分，影响了系统的内存容量；访问I/O端口也要同访问内存一样，由于内存地址较长，导致执行时间增加

Answer 2

常用的编址方式主要有I/O 统一编址和I/O独立编址。

1. I/O统一编址

1. 优点：

• 对I/O接口的操作与对存储器的操作完全相同，增强系统的I/O功能，访问外设端口的操作方便、灵活。

• 可以使外设数目或I/O寄存器数目只受总存储容量的限制，增加系统吞吐率。

• 使微机系统的读、写控制逻辑简单。
  

2. 缺点：

• 占用了存储器的一部分地址空间，使可用内存空间减少。

• 访问内存的指令一般较长，执行速度较慢。

• 为了识别一个I/O端口，必须对全部地址线译码，增加了地址译码电路的复杂性，而且使外设寻址操作时间相对增长。
  

2. I/O独立编址

1. 优点：

• I/O端口地址不占用存储器地址空间。

• 地址译码简单，寻址速度较快。

• 使用专用I/O指令和真正的存储器访问指令有明显区别，可使程序编制得清晰，便于理解和检查。
  

2. 缺点：

• 专用I/O指令类型少，使程序设计灵活性较差。

• 使用I/O指令只能在累加器和I/O端口间交换信息，处理能力不如统一编址强。

• 要求处理器能提供存储读写及I/O端口读写两组控制信号，增加控制逻辑的复杂性。