Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) ( 38 ) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (38)

информацией между двумя устройствами, одно из которых является источником, а другое - приемником информации. Некоторые устройства могут являться приемниками и источниками информации, что требует наличия шин данных для приема и передачи. Передача данных между приемником и источником информации инициируется управляющими сигналами, которые обеспечивают выдачу и прием кодов, проверку состояния готовности устройств, формирование сигналов для выбранного режима обмена. Необходимые сигналы инициируются командами обмена информацией между процессором и периферийными устройствами, процессором и памятью. Если устройство, например источник информации, связано более чем с одним приемником, то также необходимо адресовать выбираемое устройство. Таким образом, можно выделить типичный набор внешних шин процессора, показанных на рис. 4-1. Данный рисунок отражает логическую структуру шин и сигналов. Организация физических шин в процессоре с точки зрения их совмещения при передаче данных, адресов, управляющих сигналов в различных процессорах, естественно, может отличаться. При использовании группы шин для приема и выдачи данных* выдачи адреса в режиме разделения времени требуется дополнительный внешний буферный регистр для хранения адреса, что также увеличивает машинный дикл. В настоящее время наиболее распространенным является вариант использования раздельных однонаправленных адресных и двунаправленных шин данных. Однако в некоторых 16-битных однокристальных МП имеет место исполь-

Процессор

- Шина данных

Шина данных Шина адреса

- Запись . Чтение

Нзод

- Вывод

Готовность Ожидание Запрос прерывания

Подтверждение прерывание

Запрос на прямой доступ к памяти (ПДП) • Подтверждение ПДП

Рис. 4-1. Внешние шииы и сигналы процессора



зование шин данных для передачи полного адреса или старших разрядов адреса. Это позволяет использовать освободившиеся выводы для увеличения числа входов обработки запросов прерываний,,организации каналов ввода и вывода информации последовательным кодом. Многообразие в организации и использовании шин данных, адресов и управляющих сигналов является не принципиальным, а только следствием ограничений технологии и числа выводов интегральных схем.

Для обмена информацией в общем случае необходимо осуществить следующие основные действия: адресацию периферийного устройства, с которым необходимо произвести обмен, и области памяти, если это требуется; анализ состояния периферийного устройства с целью определить его готовность к обмену для обеспечения совместимости по быстродействию; выполнение требуемых управляющих функций в периферийном устройстве, например, начальный сброс, перемотку, старт, останов и др.; передачу и буфери-рование данных, если необходимо; окончание процесса обмена путем засылки в процессор сигнала прерывания.

Несмотря на многообразие типов ЭВМ, можно выделить две основные организации интерфейса между процессором, памятью и периферийными устройствами:

1. Двухшинную организацию, или интерфейс с изолированной системой шин, который используется в мини-ЭВМ «Электроника-100», М-6000 и др. Название «двухшинная» отражает тот факт, что с функциональной точки зрения есть два такта передачи кодов, процессор - память и процессор - периферийные устройства, обращение к которым осуществляется отдельными группами команд. Однако можно утверждать, что в такой организации имеются четыре шины для передачи кодов в обоих направлениях, или еще можно дополнительно учесть адресные группы шин. Эта неоднозначность часто проистекает из-за того, что разработчики по-своему описывают уже известные организа* ции, делая акцент на отличиях в непринципиальных моментах. Ниже используется понятие «интерфейс с изолированной шиной».

2. Одношинную организацию интерфейса, или интерфейс с общей шиной. Он использован в отечественных мини-ЭВМ М-400, СМ-3 (4) и других. Впоследствии многие разработчики микро-ЭВМ стали широко использовать данный способ построения интерфейса. Например, в микро-ЭВМ «Электроника-60» используется модифицированный



Шина адреса

Шина данных

-*WR

-*ilow

Память

Интерсрейс-иый модуль

Периферийные устройства

JlOR

I/OW

port

port

Команда ввода

Команда вывода

Рис. 4-2. Интерфейс с изолированной шиной

вариант данной организации, отличительными особенностями которого являются 38 линий вместо 56, передача адреса и данных по общим линиям, сокращенное число входов прерываний и некоторые другие.

Интерфейс с изолированной шиной. Данный тип организации интерфейса иллюстрируется на рис. 4-2. Характерной его особенностью является раздельная адресация памяти и периферийных устройств при обмене информацией. Это осуществляется путем использования отдельных групп команд для обмена информацией с периферийными устройствами и памятью. Рассмотрим организацию обмена в микро-ЭВМ на основе МП КР580. Для обмена с периферийными устройствами используются двухбайтные команды ввода IN PORT и вывода OUT PORT, формат которых приведен на рис. 4-2, внизу. Данные команды позволяют МП адресовать 256 портов ввода и 256 портов вывода информации. Управление обменом выполняется под действием управляющих сигналов ввода I/OR и вывода I/OW, формируемых системным контроллером при выполнении соответствующих команд. Адрес из МП передается по 8 младшим и 8 старшим линиям шины адреса, передача данных выполняется между аккумулятором А и буферным регистром интерфейсного модуля (портом) периферийного устройства.

Обмен информацией с памятью выполняется путедл использования команд передачи данных. Команда MOV г,



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) ( 38 ) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)