32. Įvesties ir išvesties įrenginys

Įvesties ir išvesties įrenginys skirtas duomenų mainams tarp sistemos ir išorinių įtaisų organizuoti. Išoriniai įtaisai, dažnai vadinami periferiniais įrenginiais, gali būti labai įvairūs, pvz. klaviatūra, indikacijos įtaisas, matavimo prietaisas, išorinis atminties įrenginys, skaitmeninis jutiklis, elektros pavaros valdymo įtaisas ir t.t. Šiuo metu yra sukurtas didelis kiekis duomenų mainų organizavimo priemonių, vadinamų standartiniais periferiniais adapteriais ir valdikliais. Šios priemonės greta duomenų įvesties ir išvesties funkcijų atlieka ir kitas funkcijas, pagrindinės iš kurių yra:

• periferinio įrenginio interfeiso (valdymo komandų ir fizinių signalų) formavimas;

• periferinio įrenginio fizinis valdymas mikroprocesoriaus komandomis;

• duomenų mainų protokolo perkėlimas į aukštesnį intelektinį lygį;

• elektrinis signalų suderinimas.

Standartiniai periferiniai adapteriai ir valdikliai gaminami, kaip dideli integriniai (vienkristaliai) grandynai. Jie yra sudėtinė įvesties ir išvesties įrenginio dalis.

32.1. Programuojamasis lygiagretusis periferinis adapteris (pio), struktūra, valdymo signalai

Programuojamasis įvesties ir išvesties lygiagretusis periferinis adapteris PIO (angl. Programmable Input / Output) yra DIG tipo I8255 (bazinis), I8255A (patobulintas) Intel firmos arba MC6820 (bazinis), MC6821 (patobulintas) Motorola firmos. Šis adapteris skirtas skaitmeniniams duomenų mainams lygiagrečiuoju būdu organizuoti. Adapterio sutartinis grafinis ženklas pateiktas 65 pav., o vidinė struktūra 66 pav.

Vidinėje struktūroje galima išskirti šiuos elementus:

• DB – duomenų buferinis formuotuvas (buferis);

• SRL – skaitymo ir rašymo logikos grandinė;

• V Gr. A – grupės A valdymo grandinė;

• V Gr. B – grupės B valdymo grandinė;

• PA, PB, PC – lygiagretieji A, B, C portai;

• VM – vidinė magistralė.

PIO turi 3 dvikrypčius 8 skilčių (1 baito) A, B, C portus (PA, PB, PC), kurie suskaidyti į dvi A ir B grupes:

• A grupė – A portas ir C porto vyresnioji tetrada;

• B grupė – B portas ir C porto jaunesnioji tetrada.

Portus sudaro adresuojami registrai ir buferiniai formuotuvai. A, B portų organizacijos grandinė pateikta 67 pav. Buferinių stiprintuvų išėjimai gali būti išjungiami. A, B registrai naudojami tik duomenų baitams įsiminti.

C porto organizacija yra sudėtinga, nes jo registras naudojamas ne tik duomenims įsiminti. Šis portas dalyvauja, formuojant valdymo signalus, kai vyksta duomenų mainai su kvitavimu.

65 Pav. I8255 periferinio adapterio sutartinis grafinis ženklas

A, B grupių valdymo grandinė turi CW (angl. Control Word) valdymo žodžio registrą (CWRG), į kurį įrašomas, PIO darbo režimą nustatantis, baito kodas. Šio registro turinio skaityti negalima.

Skaitymo ir rašymo logikos grandinė valdo šiuos pagrindinius veiksmus:

• pradinį nustatymą;

• duomenų skaitymą, rašymą ir kvitavimą;

• porto arba valdymo žodžio registro pasirinkimą;

• darbo režimo nustatymą;

• kristalo išrinkimą.