9. Структуры микро-эвм с изолированными и мультиплексированными шинами. Системная магистраль микро-эвм.

Системная шина – основная интерфейсная часть микроЭВМ, обеспечивающая сопряжение и связь всех ее устройств между собой. Системная шина служит для физического и логического объединения всех устройств вычислительной машины. Функционирование системной шины можно описать следующим образом. Если один из модулей хочет передать данные в другой, он должен получить в свое распоряжение шину и передать по ней данные. Если какой-то модуль хочет получить данные от другого модуля, он должен получить доступ к шине и с помощью соответствующих линий управления и адреса передать в другой модуль запрос. Далее он должен ожидать, пока модуль, получивший запрос, передаст данные.

Системная шина включает три группы шин:

1. шину данных (ШД),

2. шину адреса (ША),

3. шину управления (ШУ).

Шина адреса является однонаправленной. Она предназначена для передачи адреса ячейки памяти или устройства ввода/ вывода. Направление передачи по шине адреса – от микропроцессора к внешним устройствам. Шина данных является двунаправленной. Она предназначена для передачи данных между блоками микропроцессорной системы. Информация по одним и тем же линиям шины данных может передаваться в двух направлениях – как к микропроцессору, так и от него. Адреса и данные передаются по системной магистрали в параллельном коде. Шины адреса и данных выполняются в виде совокупности линий, каждая из которых используется для передачи одного разряда кода. Шина управления предназначена для передачи управляющих сигналов. Хотя направление управляющих сигналов может быть различным, однако шина управления не является двунаправленной, поскольку для сигналов разного направления используются отдельные линии. Обозначается эта шина так же, как и однонаправленная. Количество линий в шине управления определяется числом управляющих сигналов, используемых в микроЭВМ.

Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления.

В микроЭВМ наибольшее распространение получили две структуры системной магистрали:

1. структура с изолированными шинами,

2. структура с мультиплексированными шинами.

Мультиплексирование позволяет использовать одну и туже шину в различные моменты времени для передачи функционально различной информации. В микроЭВМ с мультиплексированными шинами используются две шины:

- адресно-информационная шина (ША/Д),

- шина управления (ШУ).

Мультиплексированная шина адреса/ данных функционирует в режиме разделения времени, т.к. цикл шины разбит на временной интервал для передачи адреса и временной интервал для передачи данных.

10. Системная магистраль микро-эвм. Интерфейсы микро-эвм. Назначение контроллеров и адаптеров периферийных устройств.

Системная шина – основная интерфейсная часть микроЭВМ, обеспечивающая сопряжение и связь всех ее устройств между собой. Системная шина служит для физического и логического объединения всех устройств вычислительной машины. Функционирование системной шины можно описать следующим образом. Если один из модулей хочет передать данные в другой, он должен получить в свое распоряжение шину и передать по ней данные. Если какой-то модуль хочет получить данные от другого модуля, он должен получить доступ к шине и с помощью соответствующих линий управления и адреса передать в другой модуль запрос. Далее он должен ожидать, пока модуль, получивший запрос, передаст данные.

Системная шина включает три группы шин:

1. шину данных (ШД),

2. шину адреса (ША),

3. шину управления (ШУ).

Подключение периферийных устройств к системной магистрали осуществляется с помощью специализированных контроллеров или адаптеров. Через контроллер или адаптер процессор обменивается информацией с периферийным устройством, а также опрашивает состояние периферийного устройства и управляет его работой. С помощью контроллеров (адаптеров) производится согласование алгоритмов функционирования периферийных устройств и системной магистрали.

Связь всех функциональных устройств микроЭВМ (процессора, памяти и контроллеров периферийных устройств) осуществляется посредством интерфейсов.

Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств микроЭВМ, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Интерфейс – это совокупность линий и шин, связывающих устройства микроЭВМ или микропроцессорной системы между собой, а также специальных схем, предназначенных для обеспечения этой связи, алгоритмов обмена данными, параметров сигналов, участвующих в обмене данными. Каждый интерфейс на физическом уровне представляется в микроЭВМ своей шиной (магистралью обмена) и некоторой электроникой, обеспечивающей сопряжение шины с функциональным устройством (или его контроллером или адаптером). Обычно микроЭВМ имеет систему интерфейсов, организованных по многоуровневому принципу.