10.7. Другие возможности пм-эвм

В этой главе мы рассмотрели расширение возможностей ПМ-ЭВМ в части клавиатуры и инди­кации, памяти, внешнего накопителя и ТВ-дисплея. Обслужива­ние всех этих устройств осуществлялось программным путем, без значительного усложнения схемы самой ПМ-ЭВМ и ее уст­ройств ввода/вывода. Программное обслуживание внешних устройств со стороны центрального процессора требует боль­ших затрат машинного времени за счет исполнения основной программы и снижает производительность вычислительной си­стемы. Использование прерываний, прямого доступа к памяти (ПДП) и программируемых периферийных микросхем позво­ляет повысить производительность и гибкость вычислительной системы. Периферийные программируемые микросхемы явля­ются специализированными периферийными процессорами, берущими на себя часть задач центрального процессора. При этом техническая сложность системы зачастую не возрастает или даже уменьшается.

Отечественной промышленностью выпускается широкая но­менклатура периферийных программируемых микросхем, со-гласуемых с МП типа КР580ВМ80А.

Использование программируемых микросхем в конкретной МП-системе связано: 1) с заданием режимов ее работы в систе­ме, адресацией и определением электрических связей с внутрен­ними шинами МП-системы и периферийными устройствами; 2) с вводом фрагмента программы, задающей режимы работы микросхемы (программа инициализации); 3) с обращением к микросхеме в процессе исполнения рабочей программы.

Количественный рост МП-системы ведет и к ее архитектур­ному усложнению. Возникает необходимость каким-либо обра­зом стандартизовать связи микро-ЭВМ. Известно много стан­дартов внутрисистемных шин МП-систем. Для МП серии КР580ИК80А наиболее известны шины MULTIBUS и 8=100, позволяющие объединять в систему периферийные, процессор­ные блоки и блоки памяти различных изготовителей.

Большая МП-система требует специального математического обеспечения (МО). Если при написании и отладке программ емкостью до 1 Кбайт можно с успехом обойтись программиро­ванием в кодах, то программы большего размера пишутся обыч­но на языках различных уровней, в том числе и на специализи­рованных языках высокого уровня. Для перевода таких программ на машинный язык необходимы программы-интерпрета­торы, а для отладки — программы редактирования и отладки. Чтобы весь комплекс программ мог успешно функционировать, необходимо использовать какую-либо операционную систему (ОС). Все это доводит общую емкость МО до нескольких сотен килобайт и требует для хранения специальных накопителей. Поэтому не имеет смысла, как говорят, "с нуля" проектировать большую МП-систему. Гораздо разумнее использовать уже имею­щийся опыт, взяв в качестве образца готовую промышленную систему.

Для любой системы, состоящей из заданного набора элемен­тов, есть предел сложности, определяемый надежностью входя­щих в нее элементов, надежностью связей между элементами, допусками при проектировании, программным обеспечением, архитектурой системы, внешними условиями и теми функция­ми, которые система должна выполнять. Не ставьте перед собой сверхзадач и не переусложняйте систему, иначе она будет нера­ботоспособной. Имейте мужество отказаться от дальнейшего наращивания уже имеющейся системы, когда ее надежность падает до неприемлемого уровня, чтобы заново перепроектиро­вать систему на современном идеологическом и техническом уровне.

Рассмотрим коротко характеристики некоторых програм­мируемых микросхем, находящих широкое применение в МП-системах.

Микросхема программируемого последовательного интерфей­са типа КР580ВВ51А является универсальным синхронно-асин­хронным приемопередатчиком (УСАПП), предназначенным для осуществления связи в последовательном формате между МП-системой и внешним абонентом. Микросхема используется как периферийное устройство, программируемое центральным про­цессором МП-системы почти для любого стандартного протоко­ла последовательной передачи данных. Микросхема принимает данные от МП-no шине данных в параллельном формате и преоб­разует их в непрерывный поток последовательных данных для передачи абоненту. Микросхема может одновременно с этим принимать последовательные данные, преобразовывать их в параллельный формат и передавать микропроцессору. Она сиг­нализирует микропроцессору о готовности к приему нового слова, предназначенного для передачи абоненту в последователь­ном формате, а также о готовности передать МП-принятое от абонента слово. МП-может в любой момент времени считать из микросхемы слово состояния, указывающее на возможные ошибки при приеме информации и содержащее признаки нали­чия управляющих сигналов.

Микросхема типа КР580ВИ53 представляет программируе­мый таймер/счетчик, предназначенный для работы в качестве периферийного устройства МП-системы. Микросхема состоит из трех независимых 16-битовых счетчиков с максимальной частотой счета 2 МГц. Каждый счетчик микросхемы может ра­ботать в одном из шести запрограммированных режимов. С по­мощью микросхемы таймера/счетчика решается одна из наибо­лее часто встречающихся в МП-системах задач — генерирование точных программно задаваемых временных задержек взамен организации холостых программных циклов. Пользователь подключает соответствующим образом микросхему, загружает один из счетчиков нужным числом, после чего в результате по­дачи команды счетчик отсчитывает заданную задержку и выра­батывает сигнал прерывания для МП-системы. Микросхема может выполнять функции не только генератора задержки, но и программируемого генератора заданной частоты, счетчика со­бытий, датчика реального времени и др.

Микросхема типа КР580ВВ55А представляет собой програм­мируемый периферийный интерфейс, предназначенный для прие­ма в МП-систему и выдачи из нее информации в параллельном коде, функции микросхемы в системе задаются программно, поэтому, как правило, не требуется подключать какие-либо до­полнительные логические схемы. Предназначенные для ввода и вывода внешней информации 24 ножки микросхемы могут быть индивидуально запрограммированы группами по 12 и исполь­зованы в трех различных режимах работы. В первом из них (Режим 0) в каждой группе из 12 ножек часть может быть запрограммирована на ввод, а часть — на вывод. Во втором ре­жиме (Режим 1) группа программируется так, что 8 ножек слу­жат для ввода или вывода, а 3 ножки из оставшихся 4 предназ­начены для сигналов квитирования (запрос — подтверждение) и прерывания. В третьем режиме (Режим 2) из 8 ножек орга­низуется 8-разрядная двунаправленная шина, а 5 ножек (с за-емом из другой группы) предназначены для сигналов квитиро­вания и прерывания.

Микросхема типа КР580ВТ57 представляет собой четырех-канальный программируемый контроллер прямого доступа к памяти (ПДП), предназначенный для организации высокоско­ростного обмена данными между периферийными устройствами и памятью МП-системы, построенной на базе микропроцессора КР580ВМ80А. Функция микросхемы заключена в основном в

мы имеют информационную емкость 2К х 8 и программируются побайтно импульсами на ТТЛ-уровне. Микросхема приводится в исходное состояние (когда во всех разрядах стоят единицы) путем облучения ультрафиолетовым источником света, в каче­стве которого можно использовать с соответствующими предо­сторожностями обычную бытовую кварцевую лампу, а в ка­честве программатора — саму ПМ-ЭВМ.