Режим с квитированием
Этот способ позволяет выполнить обмен между двумя устройствами – ведущим и ведомым. Сигналы, которые приходят от ведомого устройства и используются для подтверждения действий, инициированных ведущим устройством. Рассмотрим обмен микроконтроллера с ВУ, непосредственно адресуемым сигналом запроса, поступающим на вход устройства и заменяющим его адрес.
По сигналу запроса внешнее устройство информирует микроконтроллер о своей готовности, посылая ответный сигнал подтверждения. Приняв его, микроконтроллер получает информацию о готовности ВУ к выполнению обмена. Дальнейшие действия зависят от вида выполняемой транзакции.
Если выполняется передача данных из ВУ, микроконтроллер выводит через порт на шину байт с управляющей информацией, сопровождая его сигналом стробирования. Ведомое устройство, получив управляющую информацию, переходит к подготовке данных для передачи в микроконтроллер и выводит их на шину данных, вырабатывая сигнал подтверждения данных. Когда микроконтроллер, выполнив проверку возвращаемого сигнала, убедится, что данные отправлены, оно осуществляет их прием. После этого ведущее устройство снимает сигнал стробирования, извещая о том, что данные получены. Обнаружив сброс, ведомое устройство снимает данные и сигнал подтверждения.
Аналогичные действия происходят в обратном направлении (при операции записи в ВУ). После подтверждения готовности ведущее устройство выводит на шину байт данных и управляющую информацию. Получив управляющую информацию и установив тип операции обмена, ведомое устройство выполняет прием данных и по завершении возвращает сигнал подтверждения. Приняв его, ведущее устройство может начать подготовку к следующему циклу обмена.
Режим с прямым доступом к памяти
Для передачи одного слова данных процессор должен выполнить несколько команд, среди них есть вспомогательные. В некоторых МП невозможно в одной команде передать данные из внешнего устройства в память. Сначала необходимо их принять в процессор, а затем из процессора отправить в память. Однако во многих случаях требуется передавать большие объемы информации между памятью и внешним устройством. В этом случае процессор «мешает» т.к. транзитом пропускает через себя информацию.
В то же время память позволяет выполнять чтение-запись данных со скоростью нескольких Мбайт в секунду. Нередко и ВУ позволяют вводить или выводить данные с такими скоростями. Связь с такими устройствами удобно реализовать в режиме прямого доступа к памяти. В этом режиме на время передачи действия МП приостанавливаются - он отключается от шины адреса и данных. Инициирование и управление обменом информации между периферийными устройствами и системой памяти осуществляется контроллером прямого доступа к памяти (КПДП). Контроллер ПДП позволяет быстродействующим периферийным устройствам напрямую обращаться к ОЗУ. Межмодульный обмен осуществляется с помощью магистрали в режиме ПДП. Во время цикла обмена МП находится в режиме ожидания, это несколько снижает его производительность.
Условием возможности реализации режима ПДП является способность МП отключаться от своих внешних шин, то есть переводить буферные регистры данных и адреса по выходу в высокое импедансное состояние.
Типовой микропроцессор имеет возможность работать в каждом из вышеописанных режимов обмена.