28. Контроллер параллельного ввода-вывода

28.1 Обзор

Контроллер параллельной шины ввода-вывода (PIO) может работать с 32 полностью управляемыми линиями. Каждая линия ввода-вывода может работать как линия общего назначения, или же быть назначена для работы в качестве функциональной линии периферийного устройства. Таким путем обеспечивается высокая эффективность использования ножек корпуса устройства.

Каждый вывод связан с соответствующим по номеру битом в любом 32-битном регистре 32-битного пользовательского интерфейса.

Любая из линий ввода-вывода имеет следующие особенности:

• Прерывание по изменению состояния на входе позволяет отслеживать изменение уровня на любой линии ввода-вывода.

• Фильтр выбросов позволяет отделить пульсации с частотой, меньшей половины длительности тактовой.

• Выходной каскад с характеристиками, идентичными открытому стоку.

• Управление подтягивающими резисторами линий ввода-вывода

• Контроль за состоянием сигнала на линии и управление выдаваемым сигналом.

Контроллер параллельного ввода-вывода обеспечивает возможность одновременного вывода по всем своим 32 линиям в единичной операции записи.

28.2 Структурная схема

Рис. 28-1. Структурная схема

28.3 Структурная схема применения

Рис. 28-2. Структурная схема применения

28.4 Различия в реализации

28.4.1 Мультиплексирование выводов

В зависимости от конкретного устройства, любой из выводов контроллера параллельного ввода-вывода может быть как самостоятельной универсальной линией ввода-вывода, так и мультиплексированной с одной или двумя линиями ввода-вывода какого-либо периферийного устройства. Это зависит от аппаратной реализации конкретного устройства, поэтому разработчик и программист должны точно определить конфигурацию устройств ввода-вывода, необходимую для их конкретного применения. Если линия аппаратно реализована исключительно как универсальная, и соответственно физически никак не объединена ни с какими линиями ввода-вывода периферийных устройств, программирование контроллера ввода-вывода с привязкой к периферии не повлечет за собой никакого эффекта, так как только контроллер ввода-вывода может работать с этими линиями.

28.4.2 Линии внешних прерываний

Большая часть линий ввода-вывода мультиплексированных линий ввода-вывода объединена с сигналами прерываний FIQ и IRQ0…IRQn. При мультиплексировании с линиями внешних прерываний нет необходимости назначать им функции прерываний, так как контроллер ввода-вывода не оказывает влияния на входные сигналы на линии, а линии прерываний работают только как вход.

28.4.3 Управление питанием

Контроллер управления потребляемой мощностью для снижения потребления может осуществлять управление синхронизацией контроллера параллельного ввода-вывода. Запись в любые регистры пользовательского интерфейса не требует разрешения синхронизации контроллера. Это означает, что для конфигурирования линий ввода-вывода тактирование контроллера не требуется.

Тем не менее, при отключении тактового генератора часть возможностей контроллера становится недоступной. Прерывание по изменению уровня на входе и снятие уровня линии могут быть произведены только при наличии синхронизации.

При аппаратной перезагрузке синхронизация контроллера по умолчанию запрещена. Таким образом, чтобы сделать доступным ввод информации, пользователь должен необходимым образом конфигурировать контроллер управления потребляемой мощностью.

28.4.4 Генерирование прерываний

В процессах обработки прерываний контроллер параллельного ввода-вывода рассматривается как устройство пользовательской периферии. Это означает, что его линиям прерываний разрешается подключение к источникам прерываний с номерами от 2 до 31. Точное описание привязки линий прерываний контроллера параллельного ввода-вывода приведено в описании конкретных устройств.

Прерывания могут вырабатываться контроллером только при разрешенной синхронизации.