# 外设概述
# 外设功能与分类
外设（Peripheral Devices）是用来扩展或增强计算机系统功能或性能的设备。
根据功能，外设可分为：
- 输入设备：如键盘、鼠标。
- 输出设备：如显示器。
- 存储设备：如固态硬盘。
- 网络设备。
# 处理器与外设的连接方式
处理器与外设的连接方式主要有分散连接和总线连接两种。
# 分散连接
分散连接是指处理器和每个设备之间都有独立的通信通道。这种方式的缺点是布局布线困难，可扩展性差。
# 总线连接
总线（Bus）是指在计算机系统内部，用于连接各个部件并传递信息的公共连接线。所有外部设备都连接在统一的接口（总线）上。
- 优势：布局布线简单，可扩展性强。
# 总线详解
# 总线的功能与组成
总线负责在设备间传输数据，以及传输与数据相关的地址信号和控制信号。它通常由以下三部分组成：
- 地址总线：传输地址信号。
- 数据总线：传输数据。
- 控制总线：传输控制信号。
# 总线基本参数
- 总线宽度（位宽）：总线中传输线的数量。
- 总线传输频率：总线上数据传输的频率。
- 总线带宽（标准传输率）：总线上单位时间能够传输的最大数据量，计算公式为：总线带宽 = 总线数据传输频率 × 总线位宽。
- 负载能力：在保证正常工作的前提下，总线能够连接的设备数目。
# 总线结构分类
- 单总线结构：结构简单，易于扩展，但不同速度设备间相互影响，整体通信效率低。
- 双总线结构：分离出速度较快的主存总线，专门用于处理器和存储器之间的高效通信，而其他设备使用系统总线。
- 多总线结构。
# 总线信息传输与仲裁
总线信息传输由四个阶段构成一个完整的总线传输周期：
- 申请阶段：主设备请求占用总线，由总线仲裁器决定哪个主设备可以占用。
- 寻址阶段：主设备占用总线后，发送从设备地址，启动从设备。
- 传输阶段：主设备与从设备进行数据传输。
- 结束阶段：主设备停止占用总线。
# 总线仲裁
总线仲裁器负责决定哪个设备可以使用总线，其信号包括：
- 总线请求（BR）
- 总线允许（BG）
- 总线占用（BS）
总线仲裁系统分为集中式仲裁系统（包括链式查询、计数器查询、总线独立请求与准许）和分布式仲裁系统。
# 外设与处理器的通信
# 外设通信方式
外设与处理器的通信方式有两种：
- 轮询式：处理器主动检查外设状态。
- 中断式：外设在需要时向处理器发送中断信号。
# 通信指令
外设与处理器的通信指令主要有：
- 特殊指令访问
- 内存映射地址访问
# 驱动程序
驱动程序负责转换外设与外部环境之间的交互信息，以及外设与处理器之间的交互信息。
