Ввод/вывод в режиме прямого доступа к памяти (пдп) (dma): схемотехнические особенности для различных архитектур системы. Области применения режима.
Ввод-вывод через канал прямого доступа в память используется для быстродействующих ПУ
при передаче данных между ОП и ПУ блоками; это позволяет значительно сократить число
прерываний. ПУ, в частности ВЗУ, подключается к объединенному интерфейсу через контроллер
прямого доступа в память (КПДП). Основные функции КПДП заключаются в выработке текущего
адреса ОП в процессе обмена, а также в управлении передачами через интерфейс, проверке
правильности передаваемых данных и определении момента завершения передачи блока. Прямой
доступ в память рассмотрен достаточно подробно в гл. 1. Здесь же отметим только, что для работы
КПДП должна быть выполнена программа-драйвер, в результате которой загружаются регистры
управления, регистр адреса (РгА) и счетчик данных (СчД) КПДП. Выполнение этой программы
инициируется по прерыванию. После начальной загрузки регистров ПУ выполняет автономную
подготовку данных; по завершении подготовки формируется сигнал запроса прямого доступа,
которому присвоен наивысший приоритет, в результате управление интерфейсом передается КПДП.
Обработка завершения операции осуществляется программным путем, для чего формируется
соответствующий запрос прерывания и управление передается драйверу. Таким образом, КПДП
управляет только непосредственной передачей данных через интерфейс между ПУ и ОП, все действия
по инициированию и завершению операции ввода-вывода управляются программным путем.
В персональных компьютерах типа IBM PC скорость стандартного канала ПДП (DMA – Direct
Memory Access) ограничена значением 2 или 4 мегабайта в секунду в зависимости от разрядности
канала. Производительность в режиме прямого управления шиной обычно выше, чем у стандартных
каналов DMA. Прогрессивные режимы DMA обеспечивают более высокие скорости обмена.
Например режим Ultra DMA/33 обеспечивает скорость обмена до 33 Мбайт/с. Но этот режим доступен
лишь при работе через контроллер IDE, расположенный на шине PCI.
Аппаратные реализации шины для интерфейса «Токовая петля 20 мА». Особенности построения и основные ограничения.
Интерфейс «токовая петля»
Довольно распространенным вариантом последовательного интерфейса является «токовая петля»
(Мы уже останавливались на нем в разделе 2.7.1). В этом интерфейсе электрическим сигналом
является не уровень напряжения относительно общего провода, а ток в двухпроводной линии,
соединяющей приемник и передатчик. Обычно логической единице (и состоянию «включено»)
соответствует протекание тока 20 мА, а логическому нулю — отсутствие тока. Такое представление
сигналов для вышеописанного формата асинхронной посылки позволяет обнаруживать состояние
обрыва линии — в этом случае приемник обнаружит отсутствие стоп-бита (обрыв линии действует
как постоянно присутствующий логический нуль).
Токовая петля обычно предполагает гальваническую развязку входных цепей приемника
(оптрона) от схемы устройства. При этом источником тока в петле является передатчик (этот вариант
называют активным передатчиком). Возможно и питание от приемника (активный приемник), при
этом выходной ключ (оптронный) передатчика может быть также гальванически развязан с остальной
схемой передатчика. И, наконец, существуют упрощенные варианты без гальванической развязки, но
это уже вырожденный случай интерфейса. Токовая петля с гальванической развязкой позволяет передавать сигналы на расстояния до
единиц километров. Допустимое расстояние определяется сопротивлением пары проводов и уровнем
помех. Поскольку этот интерфейс требует пары проводов для каждого сигнала, обычно используют
только два сигнала интерфейса. В случае двунаправленного обмена используются только сигналы
передаваемых и принимаемых данных, а для управления потоком используется программный метод