Принципы объединения

Для функционирования всех составных элементов их требуется объединить в одну систему. Существуют принципы объединения:

1. Принцип магистральности

2. Принцип модульности

3. Принцип третьего состояния

4. Принцип секционности

5. Принцип микропрограммируемости

Дальше рассмотрим каждый из принципов объедения.

Принцип магистральности

Как правило, при создании системы из n-элементов приходится согласовывать каждую пару элементов, как следствие количество блоков сопряжения и связей между ними растет экспоненциально от количества элементов, объединяемых в систему. В результате мы получаем сложную в проектировании систему, а также существенно возрастают габариты, вес, потребление. Все это неприемлемо при разработке МПС.

Для решения данных проблем была разработаны блоки сопряжения с общую по характеристикам связь, это позволило объединить все элементы в систему. Именно такая группа связей имеет называется магистралью. Способ объединения на ее основе принципом магистральности.

Данный принцип построения имеет один существенный недостаток – быстродействие. Каждая пара элементов системы может взаимодействовать друг с другом поочередно.

В результате структура классической ЭВС выглядит так

Она является общей для всех микропроцессорных систем и ее можно назвать базовой структурой МПС.

Саму магистраль можно разделить на три группы шин: шина адреса, которая несет информацию об адресуемом элементе; шина данных, отвечающие за передачу данных; шина управления, которая синхронизирует во времени элементы и определяет способ обмена. Типом межмодульных связей определяется структура соединений между блоками сопряжения и внешними устройствами.

Внешние устройства

Всего существует 4 класса, которые определяют методы проектирования блоков сопряжения:

1. Устройства взаимодействия с человеком – обеспечивают взаимодействие МПС с пользователем. К ним относятся монитор, клавиатура, мышка, принтер и т.д. При проектировании требуется учитывать психофизиологические особенности человека.

2. Устройства, которые являются продолжением внутренних свойств.  Например, накопители на магнитных и оптических дисках, специализированные процессоры и многое другое. Методы проектирования основываются на свойствах проектируемой системы.

3. Устройства как объект управления. Взаимодействие определяется законами управления, это определяет методы проектирования.

4. Удаленные устройства. Их взаимодействие с системой зависит от свойств внешней среды и определяет как канал обмена, так и методы его проектирования.

Все классы являются абстрактными и встречаются в любых комбинациях в реальных внешних устройствах.

Блоки сопряжения

Блоки распределяются по классам исходя из выполняемых функций, а также сложностью проектирования. Всего 4 класса:

1. Адаптер. Обеспечивает согласование элементов по конкретному параметру. Простейший адаптер может быть "прозрач­ным", выполняя функцию сопряжения КМОП и ТТЛ уровней микросхем.

2.  Интерфейс. Данный блок реализует полное согласование элементов по параметрам.

3.  Контроллер. Является блоком сопряжения, объединяет в себе все функции интерфейса, так и управление обменом информации между элементами.

4. Модулятор-демодулятор. Тоже блок сопряжения, обеспечивающий параллельно-последовательное согласование взаимодействия между элементами.