Організація інтерфейсу в мікро-ЕОМ

План

1 Загальні відомості про інтерфейси в мікро-ЕОМ

2 Організація обміну інформацією із ЗП із застосуванням спеціальних команд вводу-виводу

3 Організація обміну інформацією із ЗП зі звертаннями до пам'яті

1 Системний інтерфейс - це набір ланцюгів, що зв'язують процесор з пам'яттю й контролерами ЗП, алгоритм передачі сигналів по цих ланцюгах, їхні електричні параметри й тип сполучних елементів.

До процесора мікро-ЕОМ звичайно підключається досить багато зовнішніх пристроїв. Це можуть бути: різні датчики й виконавчі органи систем керування яким-небудь об'єктом або приладом; пристрої для довгострокового зберігання результатів виміру або обробки експериментальних даних (магнітні та оптичні диски); різні клавіатури, індикатори й друкувальні пристрої. ЗП властиві різна швидкодія, різний набір керуючих сигналів, різні електричні параметри, тобто їхній інтерфейс (інтерфейс ЗП), як правило, не зв’язаний із системним інтерфейсом. Для сполучення мікро-ЕОМ із ЗП (системного інтерфейсу з інтерфейсом ЗП) використовують контролери ЗП.

Спрощення апаратур сполучення домагаються за рахунок введення проміжного стандартного інтерфейсу паралельної або послідовної передачі даних. У цьому випадку для підключення до мікро-ЕОМ різних ЗП з такими стандартними інтерфейсами можна використати однакові (для даної ЕОМ) контролери паралельного або послідовного інтерфейсу. Такі контролери (іноді їх називають інтерфейсами або адаптерами) серійно випускають у вигляді програмувальних ВІС для всіх розповсюджених мікро-ЕОМ.

Призначення (область застосування) мікро-ЕОМ обумовлює, по-перше, вибір типу центрального процесора й, по-друге, кількість і перелік необхідних ЗП й каналів зв'язку. Відповідно до цих двох факторів в системах вводу-виводу більшості сучасних мікро-ЕОМ можна виділити два рівні сполучення ЗП із процесором і пам'яттю. На першому рівні контролери ЗП сполучаються із процесором і пам'яттю через системний інтерфейс мікро-ЕОМ. На другому рівні сполучення контролери за допомогою шин зв'язку з ЗП з'єднуються з відповідними зовнішніми пристроями мікро-ЕОМ.

На першому рівні сполучення набір шин інтерфейсу вводу-виводу й алгоритм його функціонування повністю визначаються типом ВІС процесора - його системним інтерфейсом. Незважаючи на широку розмаїтість системних інтерфейсів мікро-ЕОМ, у загальному випадку можна виділити два основних способи використання системного інтерфейсу для організації обміну інформацією із ЗП:

1) із застосуванням спеціальних команд вводу-виводу;

2) за аналогією зі звертаннями до пам'яті.

2 При використанні для обміну з ЗП команд вводу-виводу адреса (номер) ЗП передається по шині адреси. Однак по цій же шині передаються й адреси осередків пам'яті. Інформація на шині адреси має сенс адреси (номера) ЗП тільки при наявності спеціальних керуючих сигналів. Такими сигналами можуть бути, наприклад, " Введення із ЗП" й " Вивід у ЗП" (рис. 62.1, а), що ініціюються відповідними командами вводу-виводу мікро-ЕОМ.

Для синхронізації роботи процесора мікро-ЕОМ і контролерів ЗП, а точніше, для вказівки моментів часу, що визначають готовність даних у ЗП для передачі або підтверджуючий їхній прийом, може служити керуючий інформаційний сигнал " Готовність ЗП".

Такого простого набору керуючих сигналів у загальному випадку досить для організації програмно-керованого обміну даними із ЗП на першому рівні (процесор - контролер ЗП). Порядок використання описаних вище керуючих сигналів при виконанні операцій ВВЕДЕННЯ й ВИВІД проілюстрований на рис. 62.2.

Операція ВИВІД (рис. 62.2, а), що ініціюється відповідною командою мікропроцесора, виконується таким способом. Мікропроцесор виставляє на лініях адресної шини адресу (номер) ЗП, на лініях шини даних – значення розрядів виведеного слова даних й одиничним сигналом по лінії " Вивід у ЗП" вказує тип операції. Адресуємий контролер ЗП приймає дані, пересилає їх у ЗП й одиничним сигналом по лінії " Готовність ЗП" повідомляє процесору, що дані прийняті ЗП й можна зняти інформацію із шин адреси й даних, а також сигнал " Вивід у ЗП".

Виконання операції ВВЕДЕННЯ (рис. 62.2, б) починається з того, що мікропроцесор виставляє на лініях адресної шини адресу (номер) ЗП й одиничним сигналом на лінії " Введення із ЗП" вказує тип виконуваної операції. По сигналу " Введення із ЗП" контролер адресуємого ЗП зчитує слово даних із ЗП, виставляє на лініях шини дані значення розрядів зчитаного слова й одиничним сигналом по лінії " Готовність ЗП" сповіщає про це процесору. Прийнявши дані з контролера ЗП, процесор знімає сигнали із шини адреси й лінії " Введення із ЗП".

3 При реалізації в мікро-ЕОМ обміну з ЗП за аналогією зі звертаннями до пам'яті відпадає необхідність у спеціальних сигналах, що вказують, що на шині адреси перебуває адреса ЗП. Для адрес ЗП відведена частина адресного простору мікро-ЕОМ, і в контролерах ЗП вдається легко організувати селекцію адрес ЗП - виділення власної адреси ЗП із усієї безлічі адрес, переданих по лініях адресної шини. Однак залишається необхідність передавати у ЗП наказ на введення або вивід інформації. Для цих цілей використовуються лінії керуючої шини " Читання" й " Запис", що забезпечують обмін інформацією мікропроцесора з модулями пам'яті (рис. 62.1, б).

Часові діаграми операцій ВВЕДЕННЯ й ВИВІД при організації обміну із ЗП за аналогією з пам'яттю повністю відповідають розглянутим раніше (рис.62.2).

Домашнє завдання:

[5] С. 107, 163-165