12. Sistemos magistralės darbo režimai

MPS SM gali dirbti dviem režimais:

• sinchroniniu;

• asinchroniniu.

Sinchroninio darbo režimo metu pagrindiniai SM darbo ciklai (skaitymo, rašymo, specialūs) vykdomi sinchroniškai pagal valdymo signalus, kuriuos generuoja MP. Visų strobavimo signalų trukmes, jų tarpusavio seką laike griežtai nustato MP. Šių signalų dažnis priklauso nuo MP taktinio dažnio, o visi MPS elementai turi spėti veikti šiuo dažniu.

Asinchroninio darbo režimo metu valdymo magistralėje yra naudojamas specialusis patvirtinimo (kvitavimo, afirmavimo) signalas, turintis XACK (angl. Exchange Acknowlegde) pavadinimą. Šis signalas skirtas duomenų mainų tarp MP ir kito elemento proceso greičiui suderinti. XACK signalas dar vadinamas pasiruošimo duomenų mainams signalu. Signalą generuoja MPS elementas, su kuriuo vykdomi duomenų mainai. Kai elementas nepasiruošęs mainams, jis perduoda XACK = 0 signalą, o MP, priėmęs šį signalą, pereina į laukimo būseną. Ši būsena gali tęstis begalo ilgai tol, kol XACK = 0. Kai tik elementas pasiruošia duomenų mainams, jis perduoda XACK = 1 signalą ir MP baigia duomenų mainų ciklą. XACK signalo kitimo logika MPS gali būti dvejopa:

1. XACK signalas prieš duomenų mainų pradžią ir pabaigoje lygus 0;

2. XACK signalas prieš ir po duomenų mainų lygus 1.

Pirmasis atvejas yra klasikinis asinchroninis SM darbo režimas būdingas didelėms MPS (pvz. asmeniniams kompiuteriams). Šiame darbo režime XACK = 1 būna tik duomenų mainų metu ir tokia magistralė dar vadinama pasyviąja. Laikinės funkcionavimo diagramos, paaiškinančios duomenų mainų procesą, pateiktos 15 pav. Čia CLK yra SM sinchronizacijos signalas.

Prasidėjus duomenų mainų procesui, kai skaitymo ( strobavimo signalas) ar rašymo ( strobavimo signalas) strobavimo signalai pasikeičia iš loginio 1 į 0, t₁ laiko momentu vykdomas pirmasis XACK signalo patikrinimas (testavimas).

15 Pav. Sm klasikinio asinchroninio darbo režimo laikinės

funkcionavimo diagramos

Jei šiuo laiko momentu XACK = 0, tai elementas, su kuriuo prasidėjo duomenų mainai, nepasiruošęs duomenų mainams, todėl MP pereina į laukimo būseną. Šią būseną simbolizuoja (parodo) WAIT = 1 būsena (t₂ laiko momentu WAIT tampa lygus 1).

Toliau, kintant CLK signalui iš loginio 1 į 0 (pagal užpakalinį frontą), nuolat tikrinamas (testuojamas) XACK signalas. Kol XACK = 0 (t₃, t₄ laiko momentai), tol tęsiasi MP laukimo būsena (WAIT = 1). Tačiau dažniausiai didelėse MPS ši laukimo būsena yra ribojama laike (nustatytas CLK signalo periodų skaičius), nes elemento gedimo atveju (XACK visą laiką lygus 0 ) sutrinka sistemos darbas. t₅ laiko momentu elementas jau pasiruošęs duomenų mainams (XACK=1), todėl baigiamas duomenų mainų ciklas. t₆ laiko momentu duomenys skaitomi arba rašomi ir MP baigia laukimo būseną (WAIT = 0). t₇ laiko momentu išorinis elementas grąžina XACK signalą į pradinę būseną (XACK=0). Tokiu būdu XACK signalas prieš duomenų mainų pradžią ir pabaigoje išlieka lygus 0.

Antruoju atveju XACK signalo vertė prieš ir po duomenų mainų ciklo yra lygi loginiam 1. Ši signalo kitimo logika būdinga mažoms MPS ir leidžia maksimaliai supaprastinti XACK perdavimo loginę schemą. Mažos MPS SM asinchroninio darbo režimo laikinės funkcionavimo diagramos pateiktos 16 pav.