2.2. Одиночный адресный обмен

Одиночный адресный обмен осуществляется между ведущим (например, процессором) и ведомым (например, памятью или периферийным устройством). Схема организации адресного обмена представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Схема организации адресного обмена

При адресном вводе или выводе информации в каждом цикле ведущий назначает ведомого, реализуя процедуру, которая осуществляется в следующей последовательности (рис. 2.4, 2.5):

- на линиях АД и при расширенном адресе на линиях АР ведущий устанавливает адрес, определяющий ведомого, сигнал /ПЗП ("1"- при записи, "0"- при чтении) и сигнал /ВУ ("1"- при обращении к регистрам периферийных устройств, "0" - при обращении к внутренней памяти);

- через 150 нс minведущий устанавливает сигнал ОБМ;

- устройства, имеющие дешифратор адреса, за время не более 75 нс считывают и затем опознают адрес с линий АД, АР. Опознавшее адрес устройство после появления сигнала /ОБМ становится ведомым;

- завершая адресную часть цикла, ведущий снимает адрес с линий АД и АР, сигнал /ВУ и, если предстоит запись слова, сигнал /ПЗП.

Ведомый назначен. Ведущий и ведомый готовы к выполнению непосредственно процедуры обмена (чтения или записи).

Процедура чтениявыполняется ведущим в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 2.4, в следующей последовательности:

- ведущий устанавливает сигнал на линии /ДЧТ, сообщая ведомому о том, что он готов читать данные;

- ведомый в ответ на сигнал /ДЧТ устанавливает сигнал /ОТВ и данные на линиях АД15 - АД00;

- ведущий принимает данные с линий АД и сбрасывает сигнал /ДЧТ;

- ведомый после снятия ведущим сигнала ДЧТ сбрасывает данные с линий АД и сигнал /ОТВ;

- ведущий, завершая процедуру чтения данных, сбрасывает сигнал /ОБМ.

Рис. 2.4. Адресный обмен (чтение) Рис. 2.5. Адресный обмен (запись)

* - сигнал, уровень которого в данный момент не имеет значения;

** - сигнал устанавливается при обмене байтами

На рис. 2.6 приведен пример реализации процедуры чтения из регистра данных (РД) информации, которая записана с периферийного устройства (ПУ). Реализуется процедура следующим образом.

Ведущий на линии АД12-АД00 выставляет адрес регистра РД и сигнал /ВУ. Адрес проходит через шинные формирователи (ШФ) всех устройств, подключённых к интерфейсу, и поступает на дешифраторы адреса (ДА). В исходном состоянии ШФ включены на вывод информации. На ДА поступает также и сигнал /ВУ, разрешающий дешифрацию адреса. На выходе ДА устройства, в котором адрес, выставленный ведущим, совпал с адресом, заданным для данного устройства, формируется сигнал активного уровня (на схеме - РД). Ведущим устанавливается сигнал /ОБМ, по которому адрес устройства в виде сигнала РД записывается в регистр адреса (РА). Ведущий сбрасывает адрес с линий АД12-АД00 и сигнал /ВУ. Активный уровень сигнала РД на выходе Qрегистра адреса открывает схему & и назначает ведомым данное устройство.

Дальнейшие действия ведущего в этой процедуре относятся только к назначенному ведомому.

Ведущий устанавливает сигнал /ДЧТ, который проходит через схему &, схему задержки, формируя сигнал ответа периферийного устройства /ОТВ. Одновременно сигнал с выхода схемы & поступает на входы DCEшинных формирователей ШФ и переключает их на ввод данных. Данные, записанные в регистре данных РД, проходят через ШФ и поступают на линии АД15-АД00. Ведущий принимает данные и сбрасывает сигнал /ДЧТ. Сброс сигнала /ДЧТ приводит к снятию сигнала /ОТВ и переключению ШФ в исходное состояние. Ведущий после снятия сигнала /ОТВ ведомым сбрасывает сигнал /ОБМ, завершая процедуру чтения информации из регистра данных. Сигнал РД будет сброшен в следующем цикле назначения нового ведомого.

Рис. 2.6. Модуль ввода информации с периферийного устройства

Процедура записивыполняется ведущим в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 2.5, в следующей последовательности:

- ведущий, в соответствии с процедурой, описанной выше, назначает ведомого;

- ведущий устанавливает данные на линиях АД и сигнал /ДЗП;

- ведомый принимает данные с линий АД и устанавливает сигнал /ОТВ;

- ведущий сбрасывает сигнал /ДЗП, данные с линий АД и сигнал /ПЗП, если передавался байт данных;

- ведомый сбрасывает сигнал /ОТВ;

- ведущий сбрасывает сигнал /ОБМ, завершая процедуру записи.

На рис. 2.7 приведён пример реализации процедуры вывода (записи) информации на периферийное устройство. Для её выполнения необходимо записать данные в регистр данных (РД). Реализуется процедура следующим образом.

Рис. 2.7. Модуль вывода информации на периферийное устройство

Процессор обращается к регистру данных РД (назначает ведомого) в последовательности аналогичной назначению ведомого в процедуре ввода. Отличием назначения ведомого в процедуре вывода является другой адрес присвоенный РД в данном устройстве.

После назначения ведомого осуществляется вывод информации в следующей последовательности.

Ведущий устанавливает данные на линии АД15-АД00 и сигнал /ДЗП. Данные проходят через ШФ и поступают на входы D07-D00 регистра данных РД. Сигнал /ДЗП проходит через схему & на вход С регистра данных, записывая данные в РД. Одновременно сигнал с выхода схемы & проходит через схему задержки и поступает на линию /ОТВ. Записанные в РД данные выдаются на шинуD15-D00 периферийного устройства.

Ведущий, получив сигнал /ОТВ, сбрасывает сигнал /ДЗП и снимает данные с линий АД15-АД00. Сброс сигнала /ДЗП приводит к снятию сигнала /ОТВ. Ведущий, в ответ на снятие сигнала /ОТВ, сбрасывает сигнал /ОБМ, завершая процедуру записи.

Данные, записанные в РД, будут сохраняться в нём до записи новой информации.

Процедура "чтение-модификация-запись"выполняется ведущим и ведомым в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 2.8, в следующей последовательности:

- ведущий, в соответствии с процедурой, описанной выше, назначает ведомого;

- в соответствии с процедурой чтения, ведущий принимает от ведомого данные, модифицирует их и выдаёт на линии АД (ведомому);

- выполняется процедура записи данных, в соответствии с которой информация выводится в регистры того же ведомого, из которого данные читались. Сигнал /ОБМ имеет активный уровень в течение всего цикла "чтение-модификация-запись".

Таким образом, при выполнении данной процедуры, ведомый назначается один раз. Затем из него читаются данные, модифицируются и выводятся по тому же адресу ведомого.

Рис. 2.8. Адресный обмен (чтение- модификация- запись)

Рис. 2.9. Модуль ввода/вывода информации на периферийное устройство

На рис. 2.9 приведена схема модуля, позволяющая реализовать процедуру "чтение-модификация-запись". В состав модуля входят РД - ввода и РД - вывода, которые имеют один и тот же адрес обращения. Но так как при чтении формируется сигнал /ДЧТ - данные читаются из РД - ввода. При записи устанавливается сигнал /ДЗП - данные выдаются в РД - вывода.