Синхронизация схемы шинного интерфейса и микропроцессора

Рис. 8.

Рис. 7.

Рис. 6.

Контроллер шины (КШ) состоит из следующих блоков:

· Дешифратор состояний. На вход дешифратора состояний с микропроцессора приходит информация о состоянии микропроцессора в виде двоичного кода, передаваемого по специальным линиям. Обрабатывая эту информацию, дешифратор определяет, будет ли микропроцессор выполнять цикл обмена, если да — будет ли это обмен с ЗУ или УВВ, обмен по чтению или записи.

· Устройство управления — правляет работой КШ. На него подаются тактовые импульсы (по входу CLK) — для синхронизации с микропроцессором. Вход AEN — вход разрешения подключения к шине.

· Генератор командных сигналов — формирует сигналы шины управления в соответствии с информацией о типе цикла обмена при условии, что подключение к шине разрешено сигналом AEN.

· Генератор управляющих сигналов — формирует сигналы управления схемой демультиплексирования (буферным регистром и шинным формирователем) при условии, что подключение к шине разрешено сигналом AEN.

Контроллер шины позволяет выполнять подключение/отключение шины управления в зависимости от сигнала разрешения AEN. А вся схема шинного интерфейса будет выглядеть следующим образом (рис. 7):

Здесь мы видим уже знакомую нам схему демультиплексирования, которая в данном случае управляется контроллером шины. Он же решает задачу "подключения/отключения" шины управления. Схема шинного интерфейса "открывается", то есть подключает микропроцессор к соответствующей шине, с помощью сигнала "Разрешение подключения к шине". Этот сигнал подается на контроллер шины, заставляя его "подключить" микропроцессор к шине управления и сформировать сигналы, управляющие буферным регистром и шинным формирователем. Этот же сигнал подается на буферный регистр для "отключения" его от шины данных в случае, когда схема шинного интерфейса находится в "закрытом" состоянии.

Как же формируется сигнал "Разрешение подключения к шине"? Если посмотреть на рис. 4 мы увидим, что у нас имеется две СШИ — одна для подключения к системной шине, другая для подключения к резидентной шине. Обе схемы имеют вход "Разрешение подключения к шине". Следовательно, должно быть некое устройство, которое в каждом цикле обмена определяло бы, будет ли вестись обмен по системной или резидентной шине. Определить это можно на основании адреса ведомого устройства. Поэтому для решения рассматриваемой задачи используется дешифратор адреса (рис. 8):

На вход дешифратора адреса подается адрес устройства, с которым будет происходить обмен. Не углубляясь в нюансы технической реализации дешифратора адреса, мы можем представить его в виде некоей таблицы из двух столбцов. В первом — все значения адресов, с которыми возможен обмен, во втором — для каждого адреса признак: к системной или резидентной шине он относится. Получив значение адреса и определив его принадлежность, дешифратор активизирует одну из линии "Разрешение подключения к шине" (на схеме обозначена AEN), "отпирая" таким образом одну из СШИ.

Обратите внимание, что между дешифратором и СШИ системной шины на пути сигнала AEN находится некое устройство, задачей которого является определение возможности подключения к системной шине (она может быть занята другой МПС). Об этом устройстве мы поговорим немного позже.

Представим себе теперь следующую ситуацию. Микропроцессор начинает цикл обмена по системной шине. Дешифратор формирует сигнал AEN, но подключение к шине невозможно — она занята. Устройство, отмеченное на рис. 8 знаком вопроса, не открывает СШИ, обмен начаться не может. Но ведь микропроцессор не знает об этом! Возникает необходимость синхронизации шинного интерфейса с микропроцессором. В случае, когда доступ к запрашиваемому устройству по системной шине не может быть получен, микропроцессор должен быть извещен об этом для того, чтобы приостановить цикл обмена до того момента, когда системная шина станет доступна. Как это можно сделать? Для воздействия на цикл асинхронного обмена микропроцессора есть только один способ — использование сигнала готовности READY, который проверяется в конце второго такта обмена. Как мы помним, если сигнал READY к этому моменту неактивен, микропроцессор не приступает собственно к обмену, переходя к выполнению холостых тактов до перехода READY в активное состояние. Следовательно, в нашем случае сигнал READY должен быть неактивен, если доступ к системной шине невозможен. Реализовать этот принцип можно, например, с помощью следующей схемы (рис. 9):

Дата добавления: 2013-12-13