一、概念

• CPU无法直接控制I/O设备的机械部件，因此I/O设备还要有一个电子部件作为CPU和IO设备机械部件之间的中介，用于实现CPU对设备的控制。
• 这个电子部件就是IO控制器，又叫设备控制器。CPU可控制IO控制器，又由IO控制器来控制设备的机械部件。

二、功能

1. 接受和识别CPU发出的命令

• 如CPU发出的read/write命令，IO控制器中会有相应的控制寄存器来存放命令和参数。

2. 向CPU报告设备的状态

• IO控制器中会有相应的状态寄存器用于记录IO设备的当前状态。如：1表示空闲，0表示忙碌。

3. 数据交换

• IO控制器中会设置相应的数据寄存器。
• 输出时，数据寄存器暂存CPU发出的数据，之后再有控制器传送设备。
• 输入时，数据寄存器暂存设备发出的数据，之后CPU从数据寄存器中取走数据。

4. 地址识别

• CPU发送读写控制器的寄存器时，会发送地址。（为了区分设备控制器中的各个寄存器，需要给各个寄存器设置一个特定的地址）
• IO控制器需要通过CPU提供的特定地址，来判断CPU要读写的是哪个寄存器。

三、IO控制器组成

1. CPU与控制器的接口

• 当CPU要读入或写出时，会通过控制线向I/O逻辑发出命令。
• CPU还需要通过地址线，指定要操作的设备。
• CPU要读入或写出的数据，会通过数据寄存器暂存。
• 控制寄存器会存储CPU对读写过程的控制指令。
• 状态寄存器用于暂存设备的状态,CPU可以通过该寄存器获取设备为忙碌状态/空闲状态。

2. I/O逻辑

• 负责接收和识别CPU的各种命令（如地址译码），并负责对设备发出命令。

3. 控制器与设备的接口

• 通过该接口向设备输入/输出数据
• 获取设备状态（忙碌/空闲）
• 向设备发出控制信息