1. Van microprocessor tot randapparaat (uitvoer):

* Databus: De microprocessor plaatst de gegevens die hij naar het randapparaat wil sturen op de databus. Deze bus is een reeks draden die de feitelijke databits vervoeren.

* Adresbus: Tegelijkertijd plaatst de microprocessor het adres van het randapparaat op de adresbus. Dit vertelt het systeem welk randapparaat het doel van de gegevens is. Elk randapparaat heeft een uniek in het geheugen toegewezen adres of I/O-poortadres.

* Besturingsbus: De microprocessor geeft besturingssignalen af ​​op de besturingsbus. Deze signalen kunnen zaken omvatten als "write enable" (wat aangeeft dat gegevens naar het randapparaat worden verzonden) of chipselectielijnen (CS) om het specifieke randapparaat te activeren. Andere signalen kunnen het type gegevensoverdracht specificeren (bijvoorbeeld 8-bit, 16-bit).

* Perifere interface: De interfacecircuits van het randapparaat (waarbij vaak registers in het randapparaat betrokken zijn) ontvangen de gegevens en adresinformatie. Als het adres overeenkomt met het adres van het randapparaat en het schrijfsignaal wordt bevestigd, accepteert het randapparaat de gegevens en slaat deze intern op.

2. Van randapparaat tot microprocessor (invoer):

* Adresbus: De microprocessor plaatst het adres van het randapparaat op de adresbus en specificeert welke gegevens van het randapparaat het wil lezen.

* Besturingsbus: De microprocessor geeft besturingssignalen af ​​op de besturingsbus, zoals "leesvrijgave" (wat aangeeft dat gegevens worden opgevraagd bij het randapparaat) en mogelijk andere relevante signalen.

* Perifere interface: Wanneer het randapparaat het juiste adres en leessignaal ontvangt, plaatst het de gegevens die het wil verzenden op de databus.

* Databus: De gegevens worden via de databus van het randapparaat naar de microprocessor overgedragen.

* Microprocessor: De microprocessor leest vervolgens de gegevens van de databus en verwerkt deze.

Verschillende communicatiemethoden:

De details van dit proces variëren afhankelijk van het type randapparaat en de gebruikte communicatiemethode:

* Geheugen-toegewezen I/O: Aan randapparatuur worden adressen toegewezen binnen de geheugenadresruimte van de microprocessor. De microprocessor heeft er toegang toe, net zoals hij toegang heeft tot geheugenlocaties.

* I/O-toegewezen I/O: Randapparatuur heeft afzonderlijke I/O-adressen die verschillen van geheugenadressen. Er worden speciale I/O-instructies gebruikt om toegang te krijgen.

* Directe geheugentoegang (DMA): Voor snelle gegevensoverdracht (bijvoorbeeld videokaarten, harde schijven) verzorgt een DMA-controller de gegevensoverdracht rechtstreeks tussen het randapparaat en het geheugen, waardoor de betrokkenheid van de microprocessor wordt geminimaliseerd. Dit omzeilt de CPU, waardoor de overdracht veel sneller gaat.

* Onderbreekt: Randapparatuur kan de microprocessor onderbreken om aan te geven dat ze gegevens gereed hebben of aandacht nodig hebben. Dit maakt asynchrone communicatie mogelijk. De interruptverzoeklijn (IRQ) op de besturingsbus activeert de interrupt. De microprocessor handelt vervolgens de onderbreking af door het randapparaat te onderhouden.

* Seriële communicatie: Voor communicatie over langere afstanden (bijvoorbeeld UART, SPI, I2C) worden gegevens bit voor bit of byte voor byte verzonden, waarvoor vaak extra hardware nodig is (bijvoorbeeld UART-chips) om de seriële communicatieprotocollen te beheren.

Samenvattend omvat de stroom een ​​gecoördineerd gebruik van de adres-, data- en besturingsbussen om ervoor te zorgen dat de juiste gegevens op een gecontroleerde en efficiënte manier van en naar de microprocessor en zijn randapparatuur worden verplaatst. De exacte details zijn afhankelijk van de specifieke architectuur, randapparatuur en gebruikte communicatiemechanismen.