Computer System Design - 5 : Handling IO Device in Software

        

 

Input Output Device에는 각각의 Register가 들어있다. 이 register에 접근하여 원하는 정보를 얻어올 수 있다.

        Configuration Register ( Initiate 를 담당 ), Data Register, Status Register ( IO Device의 상태를 기억 )

        

UART : Universal Asynchronous Receiver and Transmitter

        비동기방식 -> Clock이 필요없다, Full-duplex(전이중) 방식 통신 -> 동시에 송 수신이 가능하다.

        Asynchronous이기 때문에 Agreement가 필요하다 ( Protocol ) : 언제 보낼지, 어떤 형식으로 보낼지, 얼마나 빠르게 보낼지

 

Transmitter의 Data Format : UART의 전송형식

        전송형식은 StartBit + Data + ( Parity Bit : 오류검사 ) + Stop Bit으로 구성된다.

        StartBit이 0으로 바뀌면 전송시작. 8Bit의 Data Bit 또는 7 Data Bit + 1 Parity Bit을 전송. 마지막에 Stop Bit. 

        전송과정에서 Clock은 필요없다.

 

Receiver

        Start Bit이 0이 된 것을 감지 -> 각각의 1 Bit을 16등분한 뒤 중간 값을 가져온다.  ( 16등분을 위해 Receiver는 Clock을 필요로 한다. )

 

UART Module

        Tx, Rx Register에 접근하여 데이터를 주고받을 수 있다.

        Status Register에 값을 입력하여 Protocol을 설정할 수 있다. - PC의 수신자와 Protocol을 일치시켜줘야 데이터를 정상수신한다.

                Baud Rate = Selected_Clock / ( CD * ( BDIV + 1 )) : CD, BDIV 값을 수정하여 원하는 Rate를 얻을 수 있다.

        Tx, Rx의 Status Register를 보면 Buffer의 상태도 파악가능하다.

        특이하게, Tx와 Rx는 같은 메모리주소를 공유한다. -> 입력하면 송신, 읽어오면 수신의 역할을 하는 메모리

               CPU와 UART사이의 연결 중 Control information에 따라 어느 Register에 접근할 지 결정 ( 같은 주소 두 개의 공간 )

 

        전송은 Tx Buffer가 Empty한 상태를 유지할 때 까지 ( 모든 값을 전송할 때 까지 ) Bit By Bit으로 PC에 전송한다.

 

// 이 시리즈의 글들은 고려대학교의 Computer System Design 과목 ( COSE321 ) 을 수강하며 제가 공부한 내용입니다.

// 노트필기를 바탕으로 정리하여 올리고 있으므로, 부정확한 정보가 있을 수도 있습니다.

// 추후에 종강을 하면 워터마크를 삽입한 최종노트 PDF를 첨부할 계획입니다.