Les techniques de gestion des E/S Généralités La connexion d`un

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LES TECHNIQUES DE GESTION DES E/S
I.
GENERALITES
La connexion d'un périphérique avec l'unité centrale requiert la mise en place d'une
interface. On distingue trois techniques pour établir une communication entre les
périphériques et l'unité centrale :

la scrutation

les interruptions

l'accès direct à la mémoire
1. La scrutation ou spolling
Périodiquement, le processeur va interroger chaque dispositif pour savoir si il a besoin
d'un service. Si un périphérique requiert un service, la routine va être enclenchée. Le
processus qui consiste à interroger un dispositif et à reçevoir une réponse en retour
s'appelle le « handshaking »
Cette technique est avantageuse car elle est facile à mettre en place. Mais le système
perd du temps à scruter tout les périphériques.
2. Les interruptions
Avec cette technique, c'est chaque dispositif qui va informer le processeur qu'il a
besoin de quelque chose par l'intermédiaire d'un bus système. A la fin de chaque
instruction, le processeur teste s'il y a eu une demande d'interruption.
Pour le processeur, gérer l'interruption consiste à

accepter la demande d'interruption : l'acceptation ou le refus d'une interruption
dépend de la valeur du bit IF (Interrupt enable Flag).

identifier la demande d'interruption : cette identification peut être faîte de
façon matérielle, logicielle ou la combinaison des deux.
 Identification matérielle : un composant matériel, le contrôleur d'interruptions
va reçevoir les interruptions puis les relayer au processeur. Si ce dernier les
accepte, le contrôleur d'interruptions va placer sur le bus de données l'adresse qui
identifie le périphérique demandeur.
 Identification logicielle : lorsqu'une interruption intervient, le processeur va
scruter chaque périphérique pour savoir lequel a déclenché cette interruption.
 Identification combinée : pas compris.

traiter l'interruption : pour traiter l'interruption, le processeur va sauvegarder le
contexte du processeur, traiter l'interruption puis restituer le contexte.
Exemple avec les interruptions du 8086 :
Cette architecture gère deux types d'interruptions :

les interruptions internes : elles interviennent lors d'une divison par zéro ou
d'une erreur d'overflow, mais peuvent aussi placer le processeur dans un mode
particulier, comme le fonctionnement pas à pas.

Les interruptions externes : reset. Une interruption est déclenchée en cas de
baisse de tension.
3. L'accès direct à la mémoire
L'inconvénient des interruptions est qu'il est souvent nécessaire de rajouter des
éléments matériels pour la gestion des interruptions. De plus, les transferts de données sont
réalisés de façon logicielle, ce qui pénalise ses échanges.
Cette technique d'accès direct à la mémoire résoud en partie ce problème en
remplaçant une partie du traitement logiciel par un traitement matériel.
Le principe est de placer le processeur en veille, c'est à dire que le processeur place ces
bus à l'état « haute impédance », tout se passe alors comme s'il n'existait plus. Un
composant spécialisé, le DMAC (Direct Memory Access Controller) prend le contrôle du
bus système et gère le transfert d'informations avec une vitesse qui ne sera alors limitée
que par celle de la mémoire.
Pour mettre en veille le processeur, le DMAC va envoyer le signal HOLD au
processeur. Si le processeur accepte sa mise en veille, il envoie HOLDA vers le DMAC.
On peut alors avoir deux types de transferts :

le transfert de mémoire à mémoire : dans ce cas, le DMAC gère le transfert
avec trois registres : deux pour les adresses sources et destination, et un pour stocker la
donnée temporairement.

le transfert de périphérique à mémoire : ici les données ne transitent plus par
le DMAC, ce dernier ne fait que fournir les adresses et les signaux de lecture ou
d'écriture.
Cette technique d'utilisation de l'accès direct à la mémoire s'appelle le « DMA par la
mise en veille du processeur ». Il existe deux autres techniques de mise en oeuvre de
l'accès direct à la mémoire :

le DMA par vol de cycles : le processeur n'est pas mis en veille, il est
simplement ralenti. L'horloge du processeur est en partie détournée au profit du
DMAC.

le DMA multiplexé (ou DMA simultané) : Le DMAC va profiter des périodes
pendant lesquelles le processeur n'accède pas aux bus pour transférer les données.
Méthode complexe, d'autant plus qu'elle requiert un DMAC spécifique au processeur.
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