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Controladores de Entrada/Salida

Un controlador de E/S conecta dispositivos de entrada y salida (E/S) al sistema de bus de una unidad central de procesamiento (CPU). Generalmente se comunica con la CPU y con la memoria del sistema a través del bus del sistema y puede controlar muchos dispositivos. El control suele comenzar en la CPU, que envía instrucciones al controlador de E/S acerca de cómo deben manejarse los dispositivos y las señales periféricas conectadas a este.  Los controladores de E/S tienen funcionalidades específicas para manejar las exigencias de conexión y control de los dispositivos periféricos. Estos incluyen la capacidad de accionar los dispositivos con el nivel correcto de tensión y con el estándar correcto de interfaz. También incluye la capacidad de conectarse a los dispositivos con el protocolo correcto. La comunicación y el control de los periféricos puede ser una función de tiempo muy crítica. La interfaz de E/S también puede ser compleja y es poco práctica o imposible de implementar para una CPU. En muchos casos, la CPU no puede cumplir las necesidades físicas especiales de la interfaz de E/S. El redireccionado de este proceso a un controlador de E/S mejora el rendimiento y la flexibilidad de la CPU. Los controladores de E/S pueden procesar entradas o salidas de nivel lógico simple, como en el caso de controlar el estado de una LED de encendido, o detectar un botón presionado. También se les puede pedir que midan el tiempo entre los eventos lógicos, o que realicen el acondicionamiento de la señal (como en el ejemplo de suprimir los rebotes en la presión de teclas de un teclado). Pueden tener que producir formas de onda periódicas como PWM que se pueden utilizar para controlar elementos como la velocidad del ventilador de la CPU. Los controladores también tienen la capacidad de implementar diferentes estándares de interconexión periférica como interfaces en serie y son capaces de abordar y transferir datos hacia y desde dispositivos. Dichas interfaces pueden incorporar USB, SPI, UART y una variedad de otros estándares. También pueden incluir interfaces de estilo USB2, USB3 y SATA de mayor rendimiento, aunque estas tienden a tener incorporados controladores dedicados.  En muchos casos, el controlador de E/S asigna periféricos en rangos de direcciones del sistema y manipula la transferencia de datos mediante acceso directo a memoria (DMA) a la memoria del sistema de procesadores. Los controladores de E/S pueden configurarse para indicar cuándo se producen eventos o transferencias mediante señales especiales denominadas interrupciones. Cuando una CPU recibe una interrupción, sabe que se completó una tarea, se produjo un evento relacionado con la E/S o se transfirieron datos y pueden requerir atención. Muchos microprocesadores y microcontroladores modernos tienen una funcionalidad de controlador de E/S incorporada para reducir costo y tamaño. Se utilizan en aplicaciones incorporadas y para fines especiales (por ejemplo teléfonos celulares) donde los requisitos de E/S son fijos, o tienden a tener requisitos similares que se pueden tener en cuenta. Leer más Mostrar menos