9.4. Интерфейсы периферийных устройств.

В зависимости от способа передачи данных различают последовательные и параллельные интерфейсы, а в зависимости от метода управления обменом – синхронные, асинхронные и синхронно-асинхронные.

Асинхронный параллельный интерфейс имеет следующую структуру: (рис. на следующей странице).

Регистры данных служат для временного хранения данных, передаваемых как от системной (общей шины), так и со стороны ПУ.

Регистр управления работает только на запись и воспринимает команды,

Шина данных

Приёмники и формирователи шинных данных.

Разрешение выхода.

Устройство формирования сигналов квитирования.

В/в чтения

В/в записи

Подтверждение

Запись в регистр данных передатчика

Шина данных

Шина управ-ления

Запрос прерывания

Предоставление прерывания

Приёмники и дешифраторы адреса.

Шина адреса

Запись в регистр управления

Чтение регистра данных приёмника

Чтение регистра состояния

Команда или выходные данные

Состояние или входные данные

Регистр управления

Регистр состояния

Регистр данных приёмника

Регистр данных передатчика

Блок регистров

а также другую управляющую информацию для ПУ.

Связанные с этими регистрами логические устройства управляют передачей данных между системной шиной и ПУ.

Регистр состояния работает только на считывание и хранит текущее состояние ПУ (готовность вводимых данных, ошибка устройства, регистр данных передатчика очищен и т.д.).

Иногда регистры управления и состояния объединяют в один.

Работа интерфейса при выполнении операций ввода-вывода состоит в следующем.

В операции ввода информационное слово (двухбайтовое или байтовое слово, группа битов) принимается от ПУ и запоминается в регистре управления.

Затем фиксируется готовность данных в регистре состояния, который проверяется процессором, и информация считывается в процессор.

В интерфейс может быть введено логическое устройство прерывания по готовности данных, если такой режим подготовлен в регистре управления – установлен разряд требования прерывания по готовности данных.

Вывод выполняется в обратной последовательности. МП ожидает освобождения регистра данных передатчика, что определяется контролем по прерыванию регистра состояния.

ЛЕКЦИЯ 9

Затем выводится информационное слово и запоминается в регистре данных передатчика.

Управляющая логика передаёт символ в ПУ, когда оно готово его принять.

Так как к общей шине подключается много интерфейсных модулей ПУ, а каждый регистр из блока регистров модуля имеет свой адрес, то для определения адресуемого в текущей операции ввода-вывода регистра необходим дешифратор.

В операции передачи данных между МП и интерфейсным модулем участвуют сигналы "В/в чтения", "В/в записи", подтверждения.

Логическое устройство управления шиной выдаёт запрос ввода-вывода (чтения – "В/в чтения", или записи – "В/в записи"), а интерфейс должен реагировать подтверждением, что данные помещены на шину данных или приняты с неё.

При генерировании сигнала "В/в чтения" дешифратор адреса выбирает регистр состояния или регистр данных приёмника.

Сигнал "В/в записи" означает вывод данных, а также окончание установки адреса (окончание переходных процессов на шине).

Логическое устройство управления разрешает работу шинных формирователей, стробирует запись данных в регистр управления или регистр данных передатчика и вырабатывает сигнал подтверждения.

Микропроцессор, приняв сигнал подтверждения, снимает (сбрасывает) сигналы "В/в чтения" или "В/в записи", а также сигналы адреса и/или данных.

В ответ схема интерфейсной логики снимает сигнал подтверждения и при необходимости запрещает работу формирователей шины данных.

Интерфейсный модуль должен работать и в режиме прерывания, инициируя сигнал прерывания микропроцессору.

Данный тип обмена особенно удобен при работе с низкоскоростными ПУ, а также в ситуациях, когда момент готовности к передаче данных в микропроцессор периферийным устройством непредсказуем.

Асинхронный последовательный интерфейс используется для медленно работающих ПУ.

Обычно скорость передачи достигает 9600 Бод (Бод – число временных интервалов в секунду при последовательной передаче; для двоичных сигналов Бод соответствует биту в секунду).

В данном интерфейсе применяется старт-стопный способ обмена.