内存映射 IO 与 IO 映射 IO：差异与比较

关键精华

内存映射 I/O (MMIO) 将 I/O 设备视为内存位置，将其寄存器映射到系统内存地址空间中的特定地址。这允许 CPU 使用加载/存储指令来访问 I/O 设备，从而简化编程并实现高效的数据传输。

I/O 映射 I/O (I/O-MMIO) 使用独立的地址空间进行 I/O 操作，与常规内存地址空间不同。特殊 I/O 指令与 I/O 设备通信，提供分离性和灵活性。

MMIO 受益于内存保护机制和高效的数据传输速率，但在寻址空间和潜在冲突方面存在限制。 I/O-MMIO 避免了内存冲突并提供了更大的地址空间，但会带来编程的复杂性和可能较慢的访问速度。选择取决于系统要求和设计考虑。

什么是内存映射 I/O？

内存映射 I/O（输入/输出）是计算机系统中使用的一种技术，允许使用内存操作访问和控制外围设备（例如硬件设备或外部组件）。它涉及将外围设备的地址空间直接映射到计算机的内存地址空间。

在内存映射I/O系统中，为I/O操作保留的内存地址被分配给外围设备。这些地址被视为正常的内存位置，CPU 可以分别使用加载和存储指令读取或写入它们。这意味着 I/O 操作是通过操纵内存位置而不是使用特定的 I/O 指令来执行的。

什么是 I/O 映射 I/O？

I/O 映射 I/O（输入/输出）是内存映射 I/O 的替代方案，用于与计算机系统中的外围设备连接。与将外围设备映射到内存地址空间的内存映射 I/O 不同，I/O 映射 I/O 为 I/O 操作分配单独的地址空间。

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在I/O映射I/O系统中，CPU使用特定的输入和输出指令与外围设备进行通信。这些指令不同于用于内存访问的常规加载和存储指令。 I/O 指令旨在处理 I/O 操作，由 CPU 的指令集架构提供。

内存映射 I/O 和 I/O 映射 I/O 之间的区别

在内存映射 I/O 中，内存和 I/O 地址在同一地址空间中共享。外围设备被映射到特定的内存地址，CPU 访问内存的指令用于与设备进行通信。相反，I/O 映射 I/O 为 I/O 操作分配一个独立的地址空间，与内存地址空间不同。
内存映射 I/O 用于加载和存储指令，以读取或写入外围设备的内存映射地址。另一方面，I/O 映射 I/O 需要专门设计用于与 I/O 地址交互的专用输入和输出指令。
在内存映射 I/O 中，可用内存空间限制了地址范围。用于 I/O 操作的存储器地址可能分散在整个地址空间中。在 I/O 映射 I/O 中，地址范围专门用于 I/O 操作，不与内存地址重叠。
内存映射 I/O 提供了更简单的编程模型，因为设备是内存层次结构的一部分。另一方面，I/O 映射 I/O 在软件开发中引入了额外的复杂性，因为程序员需要管理单独的 I/O 指令和地址空间。
内存映射 I/O 对 I/O 操作的安全性和保护可能有限，因为设备与内存共享相同的地址空间。未经授权访问内存位置可能会影响连接的设备。在 I/O 映射 I/O 中，独立的 I/O 地址空间提供了更好的隔离和保护，确保对内存的未经授权的访问不会自动授予对 I/O 设备的访问权限。

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内存映射 I/O 和 I/O 映射 I/O 之间的比较

比较参数	内存映射 I/O	I/O 映射 I/O
解决	内存地址用于内存和 I/O 操作。	单独的 I/O 地址专门用于 I/O 操作。
地址范围	受可用内存空间的限制。	专门用于 I/O 操作的专用地址空间，与内存不同。
说明	内存映射 I/O	为I/O操作而设计的特定输入/输出指令。
硬体介面	设备看起来就像是内存层次结构的一部分。	需要单独的 I/O 接口和控制信号来进行设备通信。
性能	加载/存储指令用于访问内存和 I/O 地址。	与内存访问指令相比，I/O 指令的执行速度可能较慢，从而影响性能。