Подсистема ввода-вывода. Параллельный обмен
Подсистема ввода/вывода обеспечивает связь МП с внешними устройствами, к которым будем относить:
устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и т. п.;
внешние запоминающие устройства (ВЗУ).
ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:
согласование форматов данных, поскольку процессор всегда выдает/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ — в последовательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена. В рамках параллельного обмена не производится преобразование форматов передаваемых слов, в то время как при последовательном обмене осуществляется преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот;
организация режима обмена — формирование и прием управляющих сигналов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих временные параметры обмена. По способу связи процессора и ВУ (активного и пассивного) различают синхронный и асинхронный обмены.
Простейшая подсистема параллельного обмена должна обеспечить лишь дешифрацию адреса ВУ и электрическое подключение данных ВУ к системной шине данных DB по соответствующим управляющим сигналам.
При обращении процессора (он в подобных циклах играет роль активного устройства) к устройству ввода, адрес соответствующего регистра помещается процессором на шину адреса и формируется управляющий сигнал RDIO. Дешифратор адреса, включающий и линию RDIO, при совпадении адреса и управляющего сигнала активизирует выходные линии регистра и его содержимое поступает по шине данных в процессор. Аналогично идет обращение к устройству вывода. Совпадение адреса устройства на шине адреса с активным уровнем сигнала WRJO обеспечивает "защелкивание" состояния шины данных в регистре вывода. При таком способе обмена процессор не анализирует готовность ВУ к обмену, а длительность существования адреса, данных и управляющего сигнала целиком определяется тактовой системой процессора и принятым алгоритмом командного цикла. Напомним, что такой способ обмена называется синхронным. Синхронный обмен реализуется наиболее просто, но он возможен только с устройствами, всегда готовыми к обмену, либо процессор должен перед выполнением команды ввода/вывода программными средствами убедиться в готовности ВУ к обмену (обычно в этом случае предварительно анализируется состояние флага готовности, формируемого ВУ). Кроме того, быстродействие ВУ, взаимодействующее с процессором в синхронном режиме, должно гарантировать прием/выдачу данных за фиксированное время, выделенное процессором на цикл обмена.
Подсистема ввода-вывода. Параллельный обмен
Подсистема ввода/вывода обеспечивает связь МП с внешними устройствами, к которым будем относить:
устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и т. п.;
внешние запоминающие устройства (ВЗУ).
ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:
согласование форматов данных, поскольку процессор всегда выдает/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ — в последовательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена. В рамках параллельного обмена не производится преобразование форматов передаваемых слов, в то время как при последовательном обмене осуществляется преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот;
организация режима обмена — формирование и прием управляющих сигналов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих временные параметры обмена. По способу связи процессора и ВУ (активного и пассивного) различают синхронный и асинхронный обмены.
При организации последовательного обмена ключевыми могут считаться две проблемы:
синхронизация битов передатчика и приемника;
фиксация начала сеанса передачи.
Различают два способа передачи последовательного кода: синхронный и асинхронный.
При синхронном методе передатчик генерирует две последовательности — информационную TxD И синхроимпульсы CLK, которые передаются на приемник по разным линиям. Синхроимпульсы обеспечивают синхронизацию передаваемых битов, а начало передачи отмечается по-разному.
При асинхронном способе обмена можно ограничиться одной линией — данных. Для надежной синхронизации обмена в асинхронном режиме:
передатчик и приемник настраивают на работу с одинаковой частотой;
передатчик формирует стартовый и столовый биты, отмечающие начало и конец посылки;
передача ведется короткими посылками (5—9 битов), а частоты передачи выбираются сравнительно низкими.
