1.11.2. Узел обмена данными
Узел BUS EXCH позволяет производить обмен данными в обоих направлениях между PMD и DMD шинами. Поскольку ширина PMD шины составляет 24 линии, а ширина DMD шины составляет 16 линий, то прямо передаются только старшие 16 бит PMD шины. Младшие 8 бит записываются (или считываются) в (из) внутренний регистр РХ узла BUS EXCH.
При одновременном считывании данных из ПП и ПД, которое используется в некоторых командах, 16 старших бит данных из ПП считываются в Y-регистры вычислительных устройств минуя узел BUS EXCH.
Внутренний РХ регистр используется при пересылках в обоих направлениях между ПП и любым регистром. Пример прямой пересылки:
АХ0 = РМ(I4, M4);
Здесь старшие 16 бит содержимого ячейки ПП, на которую указывает I4, загружаются в регистр АХ0, а младшие 8 бит загружаются в регистр РХ. В примере используется индексный регистр I4, поскольку только индексные регистры DAG2 (см. п. 1.11.1) могут адресовать ПП.
Пример обратной пересылки:
РМ(I4, M4) = АХ0;
Здесь содержимое регистра АХ0 сохраняется в старших 16 битах содержимого ячейки ПП, на которую указывает I4, а младшие 8 бит загружаются из регистра РХ.
Регистр РХ также может загружаться (считываться) с (на) DMD шины, когда в пересылочной команде точно указан как регистр-назначение. Пример загрузки:
РХ = АХ0;
Здесь содержимое младших 8 бит регистра АХ0 загружается в регистр РХ. Такая загрузка должна производится перед записью в ПП 24-битных данных.
Пример считывания:
АХ0 = РХ;
Здесь содержимое регистра РХ записывается в 8 младших бит регистра АХ0.
1.12. Последовательные порты
1.12.1. Общие сведения
Синхронные последовательные порты SPORT0, SPORT1 (см. рис. 1.3) поддерживают множество протоколов передачи данных и могут использоваться для связи процессоров в многопроцессорной вычислительной системе. Структурная схема SPORTn (n = 0, 1) представлена на рис. 1.10.
На рис. 1.10 сделаны следующие обозначения: SCLK (Serial CLocK) – сигнал синхронизации; RFS (Receive Frame Synchronization) – синхросигнал принимаемого фрейма; TFS (Transmit Frame Synchronization) – синхросигнал передаваемого фрейма; DR (Serial Data Receive) – принимаемые данные; DT (Serial Data Transmit) – передаваемые данные.
Последовательный порт передает данные через DT, а принимает – через DR. Прием и передача может происходить одновременно, что поддерживает режим полного дуплекса. Передаваемые (принимаемые) биты синхронизируются сигналом SCLK, который может выходным, если его генерирует сам порт, или входным, если его генерирует внешний генератор. Сигналы фреймовой синхронизации RFS, TFS отмечают начало передаваемого слова или потока последовательных слов.
Из рис. 1.10 видно, что для передачи слова в последовательный канал связи достаточно записать его (через DMD шину) в регистр ТХ. Из него оно загружается в сдвиговый регистр передачи и затем побитно (старшими разрядами вперед) выдается на линию DT. Выдача каждого бита синхронизируется сигналами SCLK.
Принимаемые данные поступают с линии DR в сдвиговый регистр приема. После приема целого слова оно автоматически загружаются в регистр RX откуда через DMD шину может быть считано процессором. Прием каждого бита также синхронизируется сигналами SCLK. И принимаемые, и выдаваемые данные могут быть подвергнуты сжатию с помощью узла сжатия данных.
Последовательные порты процессора имеют следующие особенности:
Двунаправленность: каждый SPORT имеет независимые блоки приема и передачи;
Двойная буферизация: блоки приема и передачи SPORT имеют регистры для связи с внутренними ресурсами процессора (регистры принимаемых и передаваемых данных соответственно) и сдвиговые регистры, поддерживающие связь с внешними устройствами микропроцессорной системы. Двойная буферизация позволяет уменьшить время обслуживания порта со стороны процессора;
Синхронизация: каждый SPORT может использовать внешний сигнал синхронизации или генерировать свой собственный в широком диапазоне частот вплоть до 0 Гц (см. п. 1.12.2);
Длина слова: каждый SPORT поддерживает обмен словами длиной от трех до шестнадцати бит (см. п. 1.12.2);
Фреймовая синхронизация: каждый SPORT поддерживает обмен данными как с фреймовой синхронизацией (см. п. 1.12.2) каждого слова, так и без нее. Фреймовые сигналы могут генерироваться как самим портом, так и внешними устройствами. Активный уровень фреймовых сигналов (низкий/высокий) может устанавливаться программно;
Аппаратное уплотнение данных: каждый SPORT может производить уплотнение данных по А- и -законам (см. узел уплотнения данных на рис. 1.10) в соответствии с рекомендациями G.711 CCITT (см. п. 1.12.4);
Автобуферизация: используя DAG1, DAG2, каждый SPORT может автоматически принимать/передавать целый кольцевой буфер данных с одним циклом перевода указателя на начало буфера (см. п. 1.12.5). Передача данных из буфера в порт и обратно происходит автоматически без вмешательства программы;
Прерывания: блоки приема и передачи каждого SPORT генерируют запросы на прерывания после выполнения приема/передачи как слова, так и целого буфера (см. п. 1.9);
Многоканальность: SPORT0 может получать/передавать данные избирательно от 24 или 32 каналов последовательного потока битов в режиме временного мультиплексирования. Это особенно полезно для поддержки Т1 интерфейса или локальной сети процессоров;
Многофункциональность: вместо последовательного порта SPORT1 может быть сконфигурирован на прием двух запросов на прерывания IRQ0# и IRQ1#, а также прием сигнала FlagIn и выдачу сигнала FlagOut. Единственный не конфигурируемый сигнал – это синхросигнал.
После приема или передачи слова данных последовательные порты формируют запросы на прерывания, перечень которых и приоритеты приведены в табл. 1.8.
Для передачи данного через последовательный порт достаточно записать его в регистр ТХ. После этого активизируется фреймовый сигнал TFS и содержимое регистра ТХ перезаписывается в сдвиговый регистр передачи (см. рис. 1.10). Сдвиговый регистр передачи последовательно выталкивает выдаваемое слово бит за битом в канал связи, начиная с самого старшего бита. Выдача очередного бита происходит по фронту сигнала SCLK.
После выдачи самого старшего бита SPORT генерирует запрос на прерывание по передаче. Регистр ТХ является доступным, хотя передача слова еще не завершилась.
Блок приема данных принимает из канала связи последовательные биты в сдвиговом регистре приема (см. рис. 1.10). После приема целого слова оно перезаписывается в регистр RX и формируется запрос на прерывание по приему.