《现代微机原理与接口技术》第2版部分习题答案(5)

是0，则I/O操作可以继续进行。

7. 设计一个外设端口译码器，使CPU能寻址四个地址范围：①0280~0287H，②0288~028FH，③0290~0297H，④0298~029FH。

答：本题可以用一个2－4译码器，考虑到大家对74LS138比较熟悉，所以我们用74LS138这个3－8译码器来做这到题。

分析，从四段地址的低位来看，显然地址的低3位作为地址低位，不参与到译码电路中，

而四段地址范围为1010000XXX～1010001XXX～1010010XXX～1010011XXX，显然我们可以将A5A4A3作为74LS138的输入，这样得到的电路是：

8. 已知PC机系统中某接口板的板地址译码电路如图2.8所示。现希望该板的地址范围为0240~0247H，请确定DIP开关各位的状态（打开或闭合）。

图5.8 习题8

答：应该关闭的开关有Q0、Q1、Q2、Q4、Q5

9. 以查询输出方式编程，从内存中首地址为BUFFER的缓冲区向CRT终端输出128个字节，CRT终端数据口地址为0008H，状态口地址为0020H，D7为状态位，0表示输出缓存空闲。

……

MOV SI, OFFSET BUFFER

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MOV CX, 128 WAIT: IN AL, 20H TEST AL, 80H JNZ WAIT ； 输出缓冲不空 MOV AL, [SI] OUT 08H, AL DEC CX JNZ WAIT ……

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第6章

4. 为什么在PCI读操作时序中，地址期与数据期之间有一个过渡期而写操作时序没有？

答：如果PCI总线上的某个信号先后由A, B两个不同的设备驱动，则为了避免设备A停止驱动信号到设备B开始驱动该信号之间出现总线争用，在A设备驱转到B设备驱动之间设置一个过渡期。

在PCI度周期，地址期AD线是由主设备驱动，发送地址，而数据期是由从设备驱动发出数据，因此在两个设备驱动的转换期间会有一个过渡期。而写操作地址期和数据期都是由主设备驱动，因此不存在换设备驱动的问题，也就无需过渡期。

5. PCI总线中有哪几种地址空间？

答：PCI总线具有3种地址空间：内存地址空间、I/O地址空间和配置地址空间。内存地址空间和I/O地址空间为通常意义的地址空间，配置地址空间用于支持PCI的硬件配置。

8. PC微机系统是如何访问一个PCI设备的配置寄存器的？

答：针对x86兼容的系统，PCI 2.2之后的版本定义了一个配置机构，该机构是利用两个32位的I/O端口寄存器来访问PCI设备的配置空间的。一个叫配置地址端口寄存器（I/O地址为0CF8H~0CFBH），另一个叫配置数据端口寄存器（I/O地址为0CFCH~0CFFH）。当要访问一个PCI设备的配置寄存器时，分两步进行。

第一步，将要访问的总线号、设备号、功能号和寄存器号写到配置地址端口寄存器，其格式是1, 0两位为00，位7～位2是寄存器号，位10～8是功能号，位15~位11是设备号，位23～16是总线号，位30～24保留，最高位（位31）为使能位，当其为1，允许随后HOST总线对配置数据端口寄存器的I/O访问转换为PCI总线上的配置访问。如果位31为0，则处理器对配置数据端口寄存器的I/O读/写将作为一般的PCI I/O访问送到PCI总线。另外，只有当处理器执行一次对配置地址端口寄存器的全32位写时，配置地址端口寄存器才锁存信息。否则，任何对该I/O端口寄存器的8位或16位访问都直接送到PCI总线作为一般的8位或16位PCI I/O访问。

第二步，执行一次对配置数据端口寄存器的I/O读/写。处理器对配置数据端口寄存器的I/O读/写可以是单字节也可以是双字节或4字节，由处理器的字节使能信号标明。

9. 如果你的PCI卡上有32位存储器映射的128MB RAM，不采用预取的方法，则你在实现配置文件头的基址寄存器的时候需要把哪些位用硬件使其为“0”？

答：需要用硬件使其为0的位包括位0~26。

12. USB主控制器如何知道接到端口上的USB设备是高速、全速还是低速的设备？ 答：在USB设备与USB主控制器断开的情况下（D+和D-的电压都在直流0.8V以下），当D+或D-的电压上升到直流2.5V以上并持续2.5μs以上时，说明设备已经连接到端口。如果是D-线电压上升，连接的是低速设备。如果D+线电压上升，则首先判断为全速设备。之后，主机在识别到一个新设备后会要求集线器复位（Reset）连接端口，此时数据线进入E0状态至少10ms，在此复位期间，高速设备会发出一个Chirp K，集线器检测到该chirtp后，会回应一串ChirpK与J。得到这个Chirp KJKJKJ序列后，设备断开D+线上的上拉电阻，使能高速终端，进入高速缺省状态。如果在复位期间集线器一直没有检测到Chirp K，则说明接入的是全速设备。

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13. USB串行数据采用什么样的编码方案？请具体描述编码方法。

答：USB串行数据是用NRZI（None Return Zero Invert，无回零反向码）进行编码的，NRZI的编码方法不需要独立的时钟信号和数据一起发送，在NRZI编码的数据流中的电平跳变代表“0”，没有电平跳变代表“1”。为了确保信号发送的准确性，当在USB上发送一个包时，传送设备就要进行位插入操作。所谓位插入操作是指在数据被编码前，在数据流中每6个连续的“1”后插入1个“0”，从而强迫NRZI码发生变化。

14. USB有哪几种传输类型？各有什么特点？ 答：USB有4种基本的传输类型，它们是： 1. 控制传输

双向，用于配置设备或特殊用途，发生错误需重传。 当USB主机检测时，设备必须要用端点0完成和主机交换信息的控制传送。

2. 批传输

单/双向，用于大批数据传输，要求准确，出错重传。时间性不强。 3. 中断传输

单向入主机，用于随机少量传送。采用查询中断方式，出错下一查询周期重新传。 4. 等时传输

单/双向，用于连续实时的数据传输，时间性强，但出错无需重传。传输速率固定。

15. USB的包有哪几种？包在USB交换中有哪些作用？USB总线上的每一次交换至少需要几个包才能完成？

答：USB的包有标志包、数据包、握手包和特殊包四种。包是组成USB交换的基本单位，它是用来产生所有的USB交换的机制，也是USB数据传输的基本方式。这种方式与传统的专线专用方式不同，在这种方式下，几个不同目标的包可以组合在一起，共享总线，且不占用IRQ线，也不需要占用I/O地址空间，节约了系统资源，提高了性能又减少了开销。USB总线上的每一次交换至少需要3个包才能完成。

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第7章

2. Pentium 4有那些中断类型？故障、陷阱和中止的区别在哪里？

答：Pentium 4有外部硬件中断、软件中断和内部异常中断几种类型，外部硬件中断又分为可屏蔽中断与不可屏蔽中断两种。

故障、陷阱和异常中止都是内部异常中断，但有些区别。 故障出现在指令完成之前。当中断服务完成恢复中断现场后，发生错误的指令就会重新执行。

陷阱出现在指令完成之后。中断返回后执行的是形成陷阱指令的下一条指令。 异常中止一般是严重的系统故障，如硬件故障及无效的系统表等导致异常中止，往往需要重新启动系统。

4. 中断响应有哪几个主要步骤？ 答：有三个步骤： （1）保护断点

将处理器的标志寄存器EFLAGS压入堆栈，并清除其中的IF位和TF位。然后将代码段寄存器CS和指令指针EIP压入堆栈。至此，栈顶中保存了返回断点时所需要的信息。由于IF被清，因此其他的可屏蔽中断不再被响应。

（2）转入中断处理程序

每个中断处理程序都有一个入口地址，处理器通过一定的途径取得这个入口地址，并将处理器转入中断处理程序。

（3）返回断点

中断处理完成后，程序的最后一条指令一般都是中断返回IRET，将栈顶的内容依次弹出到EIP, CS和EFLAGS，于是恢复主程序的执行。

5. 什么是中断向量？什么是中断向量表？保护模式下有哪几种中断描述符？

答：IA-32中，每种中断都有自己的中断类型号，这就是中断向量，由于每个中断都有自己的处理程序，因此，各类型号都有自己对应的中断处理程序入口地址，因此也可认为IA-32中的中断向量也可指与中断类型号对应的中断处理程序入口地址。按中断类型号顺序存放中断向量的存储区域。

保护模式下中断描述符包括中断门、任务门和陷阱门

8. 已知一个只有单片8259A的系统中，IR3的中断类型号是2BH，请问该8259A的ICW2的值是多少？

答：ICW2的值应该是00101000B

9. 已知有A, B, C三片8259A进行级联，你认为下图中哪一个方案是可行的，为什么？

A

A

B BC

C 方案1

方案2

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