Центральный процессор

Способы обмена информацией в микропроцессорной системе

В ЭВМ применяются три режима ввода/вывода: программно-управляемый ВВ (называемый также программным или нефорсированным ВВ), ВВ по прерываниям (форсированный ВВ) и прямой доступ к памяти. Первый из них характеризуется тем, что инициирование и управление ВВ осуществляется программой, выполняемой процессором, а внешние устройства играют сравнительно пассивную роль и сигнализируют только о своем состоянии, в частности, о готовности к операциям ввода/вывода. Во втором режиме ВВ инициируется не процессором, а внешним устройством, генерирующим специальный сигнал прерывания. Реагируя на этот сигнал готовности устройства к передаче данных, процессор передает управление подпрограмме обслуживания устройства, вызвавшего прерывание. Действия, выполняемые этой подпрограммой, определяются пользователем, а непосредственными операциями ВВ управляет процессор. Наконец, в режиме прямого доступа к памяти, который используется, когда пропускной способности процессора недостаточно, действия процессора приостанавливаются, он отключается от системной шины и не участвует в передачах данных между основной памятью и быстродействующим ВУ. Заметим, что во всех вышеуказанных случаях основные действия, выполняемые на системной магистрали ЭВМ, подчиняются двум основным принципам.

1. В процессе взаимодействия любых двух устройств ЭВМ одно из них обязательно выполняет активную, управляющую роль и является задатчиком, второе оказывается управляемым, исполнителем. Чаще всего задатчиком является процессор.

2. Другим важным принципом, заложенным в структуру интерфейса, является принцип квитирования (запроса — ответа): каждый управляющий сигнал, посланный задатчиком, подтверждается сигналом исполнителя. При отсутствии ответного сигнала исполнителя в течение заданного интервала времени формируется так называемый тайм-аут, задатчик фиксирует ошибку обмена и прекращает данную операцию

45. Синхронизация начальная установка микропроцессора..

Главные функции по обработке данных и управлению работой других устройств МПС выполняет центральный процессор. Рассмотрим модуль ЦП, построенный на основе одного микропроцессора с 16-разрядной ША и 8-разрядной ШД (16-разрядный микропроцессор). Схема модуля приведена на рис. 2.1, на которой обозначены следующие ИМС:

68. DD1 — микропроцессор;

69. DD2 — генератор тактовых импульсов (ГТИ);

70. DD3, DD4 — регистры-формирователи ША (ФША);

71. DD5 — системный контроллер-формирователь ШД и части ШУ (СКФ).

ГТИ вырабатывает синхроимпульсы CLC1, CLC2 и предназначен для обеспечения работы микропроцессора — этими импульсами осуществляется синхронизация процессов обработки информации во времени. ФША и СКФ являются тристабильными ИМС, повышающими нагрузочную способность шин микропроцессора — обеспечивающими подключение к ним достаточного числа цифровых устройств со значительным током потребления, а также позволяющими отключить от этих устройств микропроцессор в необходимых случаях по сигналу (определение сигнала см. ниже). ША и ШД, соединяющие микропроцессор с формирователями, называют локальными шинами, а те же шины с повышенной нагрузочной способностью, к которым подключаются управляемые микропроцессором устройства — системными.

ИМС, входящие в ЦП, принимают и выдают следующие сигналы ШУ:

72. RESET – начальная установка (сброс);

73. CLC1, CLC2 – сигналы синхронизации;

74. SYNC – строб синхронизации;

75. READY – готовность;

76. –разрешение работы шин;

77. INTE – разрешение прерываний;

78. IRQ – запрос прерывания;

79. – подтверждение запроса прерывания

80. HRQ – запрос прямого доступа к памяти (ПДП);

81. HLDA – подтверждение запроса ПДП;

82. WR – запись;

83. DBIN – чтение;

84. WAIT – ожидание.

Импульсы синхронизации чтения и записи , и , рассматривались в п. 1.4. Остальные сигналы, перечисленные выше, их назначение, а также источники и приемники будут рассмотрены далее.

Дата добавления: 2015-04-23