Интерфейс с общей шиной это

В разд. 21.6 было показано, что с помощью магистрального принципа можно достаточно просто связать друг с другом множество блоков. Этот принцип можно использовать также и для обмена данными между различными устройствами. Для того чтобы можно было соединять устройства различных изготовителей, созданы стандарты для обмена, а именно: в США применяется стандарт IEEE 488-1975, а в Европе-стандарт IEC 66.22, который кратко называют стандартной магистралью «Общая шина». По распределению выводов разъема оба стандарта являются идентичными.

Универсальный адаптер интерфейса (General Purpose Interface Adapter, GPIA) типа МС 68488 представляет собой схему высокой степени интеграции, которая обеспечивает очень простую связь микро-ЭВМ с магистралью «Общая шина». Для того чтобы можно было пояснить принцип его действия, рассмотрим сначала магистраль «Общая шина». Ее блок-схема представлена на рис. 21.32.

Магистраль «Общая шина» состоит из восьми линий данных и восьми линий управления. В отличие от магистрали микро-ЭВМ адреса устройств обмена передаются по линиям данных. Их идентификация производится с помощью управляющего сигнала ATN (Attention). Другое отличие от микро-ЭВМ состоит в том, что передача данных происходит не синхронно с тактовым сигналом, а асинхронно по принципу подтверждения. Для этого служат управляющие сигналы RFD (Ready for Data), DAV (Data Valid) и DAC (Data Accepted). С помощью такого асинхронного способа обмена возможна передача данных от источника к любому необходимому количеству приемников без ограничений по скорости передачи: данные передаются до тех пор, пока их не воспримет самый медленнодействующий приемник.

Рис. 21.33 иллюстрирует эту процедуру обмена. Если на выходе передатчика возникает новый байт, он выдается на магистраль данных и контролируется сигналом RFD. Этот сигнал равен единице, если все подключенные устройства готовы к приему данных. При зтом, пока передатчик находится в состоянии он выдает данные. Приемник реагирует сигналом для того, чтобы сообщить, что он временно не может обрабатывать следующие данные, и принимает выданный байт данных на вход своего запоминающего устройства. Прием данных всеми адресуемыми приемниками задается с помощью конъюнкции с сигналом После этого передатчик устанавливает

Рис. 21.32. Подключение устройств к магистрали «Общая шина». Название линий магистрали указано для положительной логики в отличие от стандарта (с целью лучшего понимания).

Рис. 21.33 (см. скан) Временная диаграмма и блок-схема асинхронного способа обмена.

DAV = 0. Приемник получает сообщение о том, что принят сигнал DAC. Поэтому он устанавливается в нулевое состояние.

В этот момент начинается обработка данных. Конец фазы обработки задается управляющим сигналом «Считывание данных». Если все устройства вновь готовы к обмену информацией, то Для передатчика информации это является сообщением о том, что может быть передан новый байт. С целью лучшего понимания дополним временную диаграмму двумя блок-схемами, которые показывают участие передатчика и приемника в процессе асинхронного обмена.

Известно, что при передаче данных от передатчика к приемнику не требуется устройства управления. Оно впервые вступает в действие, когда необходимо адресовать новый передатчик или новый приемник. Для этого устройство управления устанавливает и передает соответствующий адрес по линиям данных. После этого передача при асинхронном обмене заканчивается. Для обеспечения правильной работы стандартом предусмотрено, что все устройства должны быть готовы к обмену не позднее чем через 200 не после выдачи сигнала

Адреса устройств, участвующих в процессе обмена, согласно стандарту, указываются в виде символов кода ASCII. В качестве адресов приемника допускаются символы, указанные в столбцах 2 и 3 табл. 21.15, в качестве адресов передатчика — символы столбцов 4 и 5. Адреса приемника и передатчика выбираются независимо друг от друга, но должны согласовываться в последних 5 битах. Следовательно, адресу передатчика соответствует адрес приемника 4. Знак задается постоянно и означает «не выполнять». Это необходимо для отключения всех приемников. Адрес передатчика, обозначенный символом означает «Нет обращения» и служит для отключения действующего передатчика. Обычно эта операция является дополнительной мерой, так как

Читайте также: Проверка can шины фф2

передатчик автоматически отключается, как только на шине появляется адрес другого передатчика. Остальные символы кода ASCII определяют специальные команды, например, соответствует «Сбросу устройства».

На рис. 21.34 показано подключение универсального адаптера интерфейса к микро-ЭВМ. С помощью трех младших разрядов можно обеспечить доступ к 7 регистрам записи и 8 регистрам считывания.

Ввод-вывод данных производится с помощью регистра 7. Остальные регистры служат для задания режима работы и индикации эксплуатационного состояния Адрес устройства записывается в регистр 4. В этот регистр он должен быть занесен программным способом. Однако нередко его необходимо задать вручную. Для этого служит адресный переключатель. Если содержимое регистра 4 считывается универсальным адаптером интерфейса, то выходы данных остаются отключенными. Вместо них посредством сигнала подключается тристабильный формирователь переключателя. Благодаря этому адрес появляется на шине данных и может быть считан ЦПЭ. Посредством переключателя

Рис. 21.34. (см. скан) Соединение универсального адаптера интерфейса с микро-ЭВМ и магистралью «Общая шина». Цифры на линиях магистрали «Общая шина» обозначают номера выводов на -выводном разъеме В скобках указаны номера выводов -выводного разъема.

устанавливаются младшие 5 бит адреса в символах кода ASCII. С помошью трех старших бит можно задать особые режимы работы «Только обращение» и «Только выполнение».

Обслуживание универсального адаптера интерфейса осуществляется довольно просто, так как реакция на команды магистрали и развертывание обмена информацией происходит автоматически. Переключение направления передачи формирователя магистрали «Общая шина» тоже осуществляется автоматически в зависимости от того, адресовано ли устройство как приемник или как передатчик. На рис. 21.35 приведен пример программирования универсального адаптера интерфейса. При этом в качестве базового адреса универсального адаптера интерфейса установлен адрес 1200,6. В программе пуска выбран простейший режим работы. Однако он охватывает многие области применения.

В программе ввода контролируется, считаны ли символы с магистрали «Общая шина». Если да, то символы загружаются в аккумулятор А. Этот процесс считывания при выбранном режиме работы автоматически устанавливает при этом режим асинхронного обмена данными прекращается. Путем выбора другого режима работы можно установить сигнал равным нулю и блокировать магистраль «Общая шина», пока идет обработка символов. В этом случае необходимо в нужный момент установить сигнал равным единице с помощью специальной команды.

После обработки символов производится возврат к началу программы ввода. Если в заданный интервал времени последующие символы не приходят, то программа ввода заканчивается.

В программе вывода прежде всего контролируется, является ли регистр вывода свободным. Если да, то выводимые символы переписываются из аккумулятора А

Рис. 21.35. Пример программирования универсального адаптера интерфейса.

в регистр вывода, а оттуда автоматически посредством асинхронного обмена выдаются в магистраль «Общая шина». О моменте окончания процесса асинхронного обмена свидетельствует то обстоятельство, что регистр вывода снова становится свободным. После этого можно выводить следующие символы. Если их нет, то программа вывода заканчивается.

Основная программа вызывает программы вывода и ввода попеременно. При этом в каждый момент времени устройство для магистрали «Общая шина» является приемником или передатчиком.

Видео:Введение в шину I2CСкачать

СИСТЕМНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И ОБЩЕЙ СИСТЕМОЙ ШИН

В предыдущих разделах при описании обобщенного алгоритма работы центрального процессора мы намеренно опустили из рассмотрения вопрос о том, как процессор “отличает” порты внешних устройств от ячеек памяти и наоборот, как память и порты внешних устройств “понимают”, чей адрес процессор выставил на шину — ячейки памяти или порта? Рассмотрим эту проблему.

Читайте также: Шины dunlop в чебоксарах

Несмотря на многообразие типов ЭВМ по способу организации взаимодействия между процессором, памятью и периферийными устройствами в машинах с шинной организацией можно выделить два основных способа организации шин.

1. Двухшинная организация, или интерфейс с изолированной системой шин. Такую организацию имеют, например, персональные ЭВМ фирмы IBM. Название “двухшинная” отражает тот факт, что с функциональной точки зрения есть два тракта передачи данных, процессор – память и процессор –периферийные устройства, обращение к которым осуществляется отдельными группами команд. Можно утверждать, что при таком способе организации используются четыре логических шины: две шины данных, различные для портов внешних устройств и для памяти, и две шины адреса. Эти четыре логические шины могут соответствовать всего двум или даже одной физической шине, просто для разных целей могут использоваться разные группы линий. Неоднозначность проистекает из того, что разработчики по-своему описывают уже известные организации, делая акцент на отличиях в непринципиальных моментах.

Данный тип организации интерфейса иллюстрируется на рис. 6. Характерной его особенностью является раздельная адресация памяти и периферийных устройств при обмене информацией. В ПЭВМ с процессором 8086 физически используется одна адресная шина. Для адресации памяти используются все 20 линий адресной шины, для адресации внешних устройств только 16 линий адресной шины. Данные передаются по одной и той же 16-разрядной шине. При работе с памятью используются управляющие сигналыMRDC (Memory ReaD Command — чтение памяти) и MWTC (Memory WriTe Command — запись в память), при работе с портами внешних устройств сигналы IORDC (Input Output ReaD Command — чтение порта ввода — вывода) и IOWTC(Input Output WriTe Command — запись в порт ввода — вывода). Для организации доступа к портам внешних устройств процессор использует команды типа IN (ввести) и OUT (вывести).

2. Одношинная организация интерфейса, или интерфейс с общей шиной. Использован в миниЭВМ семейства PDP-11, LSI-11, VAX-11 фирмы Digital Equipment. В последствии многие разработчики микроЭВМ стали широко использовать данный способ построения интерфейса.

При данной организации интерфейса часть общего адресного пространства отводится для периферийных устройств, порты которых адресуются так же, как и ячейки памяти. На рис. 7 показана упрощенная схема организации и программная модель мини-ЭВМ PDP-11/75 (отечественный аналог СМ-1420). Обращение к портам внешних устройств осуществляется теми же командами, что и работа с памятью, с использованием того же набора режимов адресации. При этом команды ввода — вывода не используются или вовсе отсутствуют. В ЭВМ СМ-1420, например, общий размер адресного пространства составляет 16 Мбайт, часть, размером в 16Mбайт – 8 Кбайт отведена для адресации памяти, и 8К – для адресации портов внешних устройств. Такая организация интерфейса сокращает объем памяти, доступный программе, но существенно упрощает разработку схем управления и дешифрирования адреса. Шина в такой системе является “общей”, в том смысле, что процессор считает и память, и порты внешних устройств равноправными по отношению к шине и использует для доступа к ним один набор команд и управляющих сигналов. При такой схеме обмен данными реализуется с использованием всего двух управляющих сигналов — RD (ReaD — чтение) и WR (WRite — запись).

Видео:Лекция 309. 1-wire интерфейсСкачать

СИСТЕМНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И ОБЩЕЙ СИСТЕМОЙ ШИН

В предыдущих разделах при описании обобщенного алгоритма работы центрального процессора мы намеренно опустили из рассмотрения вопрос о том, как процессор “отличает” порты внешних устройств от ячеек памяти и наоборот, как память и порты внешних устройств “понимают”, чей адрес процессор выставил на шину — ячейки памяти или порта? Рассмотрим эту проблему.

Читайте также: Шины для внедорожника из китая

Несмотря на многообразие типов ЭВМ по способу организации взаимодействия между процессором, памятью и периферийными устройствами в машинах с шинной организацией можно выделить два основных способа организации шин.

1. Двухшинная организация, или интерфейс с изолированной системой шин. Такую организацию имеют, например, персональные ЭВМ фирмы IBM. Название “двухшинная” отражает тот факт, что с функциональной точки зрения есть два тракта передачи данных, процессор – память и процессор –периферийные устройства, обращение к которым осуществляется отдельными группами команд. Можно утверждать, что при таком способе организации используются четыре логических шины: две шины данных, различные для портов внешних устройств и для памяти, и две шины адреса. Эти четыре логические шины могут соответствовать всего двум или даже одной физической шине, просто для разных целей могут использоваться разные группы линий. Неоднозначность проистекает из того, что разработчики по-своему описывают уже известные организации, делая акцент на отличиях в непринципиальных моментах.

Данный тип организации интерфейса иллюстрируется на рис. 6. Характерной его особенностью является раздельная адресация памяти и периферийных устройств при обмене информацией. В ПЭВМ с процессором 8086 физически используется одна адресная шина. Для адресации памяти используются все 20 линий адресной шины, для адресации внешних устройств только 16 линий адресной шины. Данные передаются по одной и той же 16-разрядной шине. При работе с памятью используются управляющие сигналыMRDC (Memory ReaD Command — чтение памяти) и MWTC (Memory WriTe Command — запись в память), при работе с портами внешних устройств сигналы IORDC (Input Output ReaD Command — чтение порта ввода — вывода) и IOWTC(Input Output WriTe Command — запись в порт ввода — вывода). Для организации доступа к портам внешних устройств процессор использует команды типа IN (ввести) и OUT (вывести).

2. Одношинная организация интерфейса, или интерфейс с общей шиной. Использован в миниЭВМ семейства PDP-11, LSI-11, VAX-11 фирмы Digital Equipment. В последствии многие разработчики микроЭВМ стали широко использовать данный способ построения интерфейса.

При данной организации интерфейса часть общего адресного пространства отводится для периферийных устройств, порты которых адресуются так же, как и ячейки памяти. На рис. 7 показана упрощенная схема организации и программная модель мини-ЭВМ PDP-11/75 (отечественный аналог СМ-1420). Обращение к портам внешних устройств осуществляется теми же командами, что и работа с памятью, с использованием того же набора режимов адресации. При этом команды ввода — вывода не используются или вовсе отсутствуют. В ЭВМ СМ-1420, например, общий размер адресного пространства составляет 16 Мбайт, часть, размером в 16Mбайт – 8 Кбайт отведена для адресации памяти, и 8К – для адресации портов внешних устройств. Такая организация интерфейса сокращает объем памяти, доступный программе, но существенно упрощает разработку схем управления и дешифрирования адреса. Шина в такой системе является “общей”, в том смысле, что процессор считает и память, и порты внешних устройств равноправными по отношению к шине и использует для доступа к ним один набор команд и управляющих сигналов. При такой схеме обмен данными реализуется с использованием всего двух управляющих сигналов — RD (ReaD — чтение) и WR (WRite — запись).

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  🔍 Видео

  03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

  

  Лекция 308. Шина I2CСкачать

  

  лекция 403 CAN шина- введениеСкачать

  

  Цифровые интерфейсы и протоколыСкачать

  

  Передача данных - шина SPIСкачать

  

  Шина I2C.Скачать

  

  Лекция №4 "Интерфейсы и шины ПК" по ТСИСкачать

  

  Лекция 281. Шина ISAСкачать

  

  Лекция 310. Шина USB - функциональная схемаСкачать

  

  LIN шина - пример работы. LIN bus exampleСкачать

  

  Урок №18. Цифровые интерфейсы современного автомобиля: шины данных CAN и LINСкачать

  

  Лекция 307. Интерфейс SPIСкачать

  

  Лекция "Интерфейсы (часть II). I2C. 1-Wire"Скачать

  

  MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать

  

  SPI шина на осциллографеСкачать

  

  Лекция №4.2 "Интерфейсы и шины ПК (часть 2)" по ТСИСкачать

  

  Лекция 256. Интерфейс RS-485Скачать