2.4 Работа устройства управления в режиме прерывания

Периферийное оборудование МПС запрашивает прерывание текущей программы МП путем подачи сигнала запроса на прерывание на соответствующий управляющий вход. При этом сигнал прерывания может возникнуть в любой момент цикла команды. Обработка прерывания организована таким образом, что запрос фиксируется в специальном триггере запроса прерывания только при переходе ПУА к циклу М1, т.е. только к начальному циклу очередной команды. При этом параллельно опрашивается программное разрешение прерывания.

Выполнение этих условий ведет в тому, что следующий машинный цикл является цикл обработки запроса прерывания. Машинный цикл прерывания начинается с такта Т1 и в основных чертах повторяет машинный цикл выборки команды. Дополнительно к этому в течении времени, определяемого Т1, в регистр словосостояния выдается сигнал подтверждения прерывания, который используется периферийным оборудованием для инициирования процедур, определяемых прерыванием. Кроме этого содержимое счетчика команд не изменяется и приводит его в запоминание для возможности дальнейшего восстановления после окончания программы прерывания и возврата к прежнему процессу.

В рассматриваемом случае все специальные процедуры обработки запроса прерывания возлагаются на периферийную аппаратуру. Т.е. на специальный контроллер или дополнительную логическую схему. Периферийное оборудование само подготавливает информацию для МП и формирует адрес вектора прерывания.

В такте Т3 машинного цикла по шине данных передается специальная команда прерывания, называемая RST, которое готовится непосредственно в периферийном оборудовании и помещается в регистре команд.

МПС типовой конфигурации – это означает временное отключение памяти от процессорной шины данных. Так, что информация, содержащаяся в команде RST, передается от периферии в МП, несмотря на то, что непосредственно на шине адреса соответствует адрес, записанный в счетчике команд. В формате команды RST присутствует 3-х разрядное поле для представления адреса вектора прерывания. В этом поле аппаратурой периферийного оборудования или дополнительным процессором обработки прерывания формируется адрес, определяющий начальный адрес подпрограммы обслуживания прерывания для наиболее приоритетного устройства из опросивших. Кроме этого цикл команды RST включает в себя дополнительные машинные циклы, которые организуют занесение содержимое счетчика команд в стек (машинные циклы М2, М3). В этом случае в этих машинных циклах старший и младший байты содержимого счетчика команд последовательно загружается в стек. При это на шине адреса присутствует уменьшаемого значение регистра указателя стека SP (на 1-цу младший, на 2-ку старший байт адреса). Завершение хода процесса МПС в режиме обработки прерывания фиксируется внутренним сигналом возврата к машинному циклу М1. При этом в счетчике команд загружено новое значение.

2.5 Работа устройства управления в режиме прямого доступа к памяти (пдп)

Устройство управления МП позволяет выполнять операции с ПДП. Этот режим предусматривает неучастие МП в обмене. Данный режим наиболее целесообразен при обмене большими блоками данных. При этом обмен между памятью и периферийным устройством производится гораздо быстрее, чем при программной управлении обмена.

Работа заключается в следующем: выставляя по соответствующей линии запрос ПДП (ЗПДП) периферийное устройство может приостановить нормальный вычислительный процесс в МП и кратковременно осуществить управление по шине адреса и данных. Задача ПУА выработать управляющие сигналы, переводящие буферные схемы шины адреса и данных в состояние 3С. Т.о. реализуется принцип захвата циклов МПС на ввод/вывод информации. В результате этого обмена в процедурах не участвует аккумулятор и следовательно содержимое МП остается неизменным.

На диаграмме представлена операция чтения с устройства ввода в режиме ПДП. В случае готовности символа к передаче при сигнале ЗПДП внутренний триггер ТрПДП переходит в единичное состояние. При этом процесс захвата шин на 1 цикл для передачи символа начинается после установки триггера. Сигнал с единичного выхода РПДП управляет буферными схемами шин адреса и данных, отключая их от МПС.

Единичный сигнал РПДП, поступивший в адаптер-контроллер периферийного оборудования, инициирует в нем процедуру управления системными шинами. Т.е. периферийное оборудование на 1 цикл захватывает шины и передает установленному адресу памяти байт информации минуя МП. По окончанию цикла ПДП, т.е. после окончания процедуры передачи информации, периферийное оборудование снимает сигнал захвата шины. В результате ПУА сбрасывает ТрПДП и переводит в нулевое состояние сигнал РПДП, тем самым возвращаясь к выполнению вычислительного процесса, который прерывался на 1 машинный цикл.

Примеры построения диаграммы работы:

MVI R, B2 - Пересылка непосредственных данных в регистр

(R)←В2

7 тактов = 2 машинных цикла

М1=4 такта, М2=3 такта.

Команды могут быть длинной 3-5 тактов. В случае 3-х тактов:

1-ый - информация о состоянии МП

2-ой - выставление необходимой информации на внешней шине данных

3-ий - фиксирование этого состояния на внутренней шине

1) MOV R,M - Пересылка данных из памяти в регистр

(R)←((H,L))

7 тактов = 2 машинных цикла

М1=4 такта, М2=3 такта

Счетчик команд увеличивается только в случае, если команда имеет больше 1 байта

2)MOV M,R - Пересылка данных из регистра в память

((H,L))← (R)

Меняется местами чтение и запись.

3)LXI RR, B2B3 - Непосредственная загрузка регистровой пары

(RRH) ←B3

(RRL) ←В2

10 тактов =3 машинных цикла

М1=4, М2=3, М3=3.

Добавляется еще 3 такта.

4)STA В2В3 - Прямое запоминание содержимого А-регистра

((B2B3)) ←A

13 тактов = 3 машинных цикла