Работа принципиальной схемы упо

Обмен УПО с адресной и управляющей частью шины компьютера происходит через ШФ D1, D2. Обращение к УПО осуществляется программно по установленному адресу, при этом возможно использование свободного адресного пространства (100h –3FFh) карты адресов шины ISA ПЭВМ. Переустановка адреса УПО производится переключателями SА1…SА7. В селекторе адреса (D6, D7, D12, SA1-SA7) выделяется адресная часть, идентифицирующая объект. Схема СА (D6, D7, D12) сравнивает адреса, прихо­дящие из канала ЭВМ, с установленными переключателями на УПО по схеме "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" (управляемый инвертор). Совпадение установленного адреса с прихо­дящим из ЭВМ соответствует появлению на выходе D12 сигнала лог. 0, который передается на вход D триггера D4 и записывается сигналом ALE на время обращения к объекту. При снятии процессором адреса, совпадающего с установленным в селекторе, лог. 0 на выходе триггера снимается.

Дешифратор (D5) разрешается тем же сигналом и любым из сигна­лов IOW или IOR. На выходе дешифратора в зависимости от состояния разрядов адреса А0, А1, А2 формируются адресные сигналы SEL0, SEL2, SEL4, SEL6, используемые для управления передачей адресной информационной посылками для объекта, а также для управления в режи­ме прерываний и реализации программно-управляемого сигнала системного сброса.

Обмен УПО с магистралью данных ISA происходит через ДНШФ D13, D14, а с объектами управления – через ШФОУ D20, D21, D28. При нали­чии сигнала SEL0 и сигнала записи LWR# на микросхеме D15 формируется строб записи и информация псевдоадресной части заносится в PПA (D17, D18). Одновременно псевдоадресная информация через ШФОУ (D20, D21), сопровождаемая сигналом MSA, поступает на объект. Сигнал MSA формируется на D4-D19-D25 таким образом, чтобы он отставал от момента выдачи псевдоадреса, его длительность составляет один такт CLK. На магистраль сигнал MSA# выдается через инвертирующий приемопередатчик D11, режим которого зафиксирован сигналами GND и LOG2 (уровень лог.1, выдаваемый резисторной сборкой D23). По сигналам SEL0 и LRD# псевдоадрес может быть считан в магистраль данных ISA.

При обмене по адресу ХХ2 в MD объекта через ШФОУ (в сопровождении сигнала MSD#) передаются или из него принимаются собственно данные.

Длительности циклов обмена определяются схемотехникой ус­тройств ЛФСО (D4, D9, D11, D15, D19, D25) или параметрами аналогичных по назначению узлов обслуживаемых устройств.

Схема формирования сигнала BRDY готовности УПО (D9, D11) управляется от триггера D4 и при наличии любого из сигналов WRITE (IOW#) или READ (IOR#) формирует на D9:11 сигнал IOCS16# (работа 16-разрядным словом) и на D9:3 сигнал введения циклов ожидания, обнуляя линию BRDY УПО. Последовательный сдвиговый регистр D11 определяет коли­чество периодов ожидания при отработке цикла обращения (дли­тельность отсутствия сигнала BRDY) в зависимости от используемого выхода ре­гистра D11, выбираемого установкой перемычки OU. Регистр синхрони­зируется от сигнала CLK и запускается при переключении триггера D4 в состояние лог. 0.

Регистр псевдоадреса (D17, D18) выполняет двунаправленный обмен (read/write) данными с шиной. Он управляется сигналами SEL0, IOW, IOR (D8, D15, D16). В цикле вывода выходные сигналы регистра передаются как адресная информация на объект управления.

Регистр состояния (D33) определяет параметры, характеризую­щие состояние комплекса (см. выше), и позволяет программно управлять ре­жимом работы объекта (работа по опросу флага или в реальном вре­мени). Информация в регистр записывается при наличии сигналов SEL4 и LWR# (микросхема D31). Выходные состояния регистра могут быть переданы в ЭВМ по сигналам SEL4 и LRD#.

Схема формирования сигналов прерывания ЛОП состоит из буфера D26 и шифратора прерываний D29. При отсутствии разрешения на входе EZ3# шифратора на выходах Z0…Z2 поддерживается высокоомное (Hi-Z) состояние. При наличии разрешения RDINT# (формируемого на D31:8 из сигналов SEL4# и LRD#) на кодовых выходах шифратора формируется 3-разрядный двоичный код, соответствующий состоянию разрядов входных сигналов INT0-INT7 с учетом приоритета, а на выход ЕЕХ2 выдается сигнал запроса прерывания при любой ненулевой комбинации сигналов по входам Dх. Этот сигнал ключом D9 и инвертором D32 передается на выбранную перемычкой INT линию требования прерывания IRQx. Разрешение требования прерывания поступает с РС D33.

На микросхемах D24 и D27 реализована схема выявления ошибки по обмену с объектом при отсутствии отклика объекта MSO на время, большее заданного одновибратором D24. Ошибка соответствует прерыванию с кодом на выходах D29, равным 0.

Сигнал сопровождения адреса MSA формируется на триггере D25 при управлении от сдвигового регистра D19 в цикле ВЫВОД по адре­су ХХ0 (SEL0).

Сигнал сопровождения данных MSD формируется в любом цикле при установке адресов ХХ0 (SEL0) или ХХ2 (SEL2).

Буферные элементы D20, D21 при управлении по входам F и R сиг­налами, формируемыми в циклах ВВОД или ВЫВОД, при наличии SEL0 или SEL2, передают информацию в двух направлениях. Буферный пере­датчик D28 передает информацию только в одном направлении ввиду однонаправленности сигналов управления (см. выше).

2. Порядок выполнения работы

Контрольные вопросы по допуску к работе

1. Аппаратный состав микропроцессорного устройства управления (МПУУ), назначение элементов.

2. Архитектура и технические характеристики шины ISA.

3. Состав и назначение сигналов, циклограммы обмена шины ISA.

4. Обеспечение временных соотношений при работе объектов с шиной ISA.

2.1. Предварительное задание

2.1.1. Изучите по данным МУ функциональное назначение УПО (функциональный анализ), его структуру и назначение блоков (структурный анализ). Рассмотрите взаимодействие блоков в циклах ввода, вывода и обработки запроса прерывания.

2.1.2. Повторите материал по условным графическим обозначениям элементов цифровой техники, используя /4/.

2.2. Рабочее задание

2.2.1. Получите у преподавателя комплект принципиальных схем (3.852.052 Э3 или 3.852.063 Э3), сборочный чертеж, на котором указано расположения микросхем на плате (3.852.052 СБ или 3.852.063 СБ) и таблицу сигналов; изучите расположение линий связи на схемах и заполните столбец «Назначение сигнала» для известных вам сигналов. Сделайте заготовку отчета (см. пример, приведенный в прил. 3).

2.2.2. Сопоставьте структурную и принципиальную схемы платы, выявите аппаратный состав каждого функционального узла, составьте соответствующую таблицу. При исследовании используйте таблицу сигналов, прил. 1 и 2.

2.2.3. Скопируйте выданный сборочный чертеж, нанесите на копию сетку, начиная с квадрата А1. Разметку выполните так, чтобы она удобно читалась в соответствии с положением платы в ЭВМ. В каждой ячейке сетки должен находиться один символ ключа микросхемы (■).

2.2.4. Изучите состав УПО и расположение каждой из микросхем на плате. Составьте таблицу расположения микросхем по порядку номеров в соответствии с координатами вашей сетки (см. пример, приведенный в прил. 3).

2.2.5. Проработайте прохождение сигналов адресов и данных для одного из сочетаний (выданного преподавателем):

Код адреса	Код данных (двоичный)
360h	1100 1100 1100 1100
342h	1100 1100 1100 1100
324h	0011 0011 0011 0011
23Ah	0011 0011 0011 0011

Определите, управление какими узлами соответствует полученному коду адреса. Определите состояние переключателей SA1 для заданного вам адреса и установите их в эти положения. Результат включите в отчет (см. пример, приведенный в прил. 3).

2.2.6. Составьте план исследования УПО, указав в каждом пункте, какой сигнал будете наблюдать, на каком выводе какой микросхемы, в каком квадрате сетки она расположена, какова ожидаемая форма/значение сигнала (удобнее в табличной форме). План должен включать изучение:

а) прохождения одного-двух старших разрядов адреса, их опознавания и фиксации результата;

б) дешифрации младших разрядов и вида активного сигнала на выходе;

в) формирования сигнала задержки готовности к обмену;

г) формирования адресованной команды (для циклов ВВОД и ВЫВОД) в соответствии с заданным адресом;

д) передачи данных на выход выбранного узла (цикл ВЫВОД) – для двух разрядов младшего байта и двух разрядов старшего с различными значениями битов.

2.2.7. Включите компьютер, откройте папку C:\L\LAB11 и запустите программу pt16.exe; введите в строку диалога заданные значения адреса и данных в 16-ричном коде.

2.2.8. Проведите исследование по разработанному плану, запишите результаты, зарисуйте в отчете форму сигналов на шине ISA и сравните их с приведенными в /2/. Зарисуйте в отчете форму сигналов адресованных команд и данных. Сделайте вывод о назначении данной программы.

2.2.9. Выйдите из программы pt16.exe, запустите программу pt16r.exe, изучите наличие адресованных команд и их вид в данном случае, зарисуйте форму этих сигналов. Сделайте вывод о назначении данной программы.

2.2.10. На основе полученных результатов сделайте выводы о проделанной работе.

2.2.11. Составьте отчет о проделанной работе. Содержание отчета (см. прил. 3):

0. титульный лист;

1. цель работы, индивидуальное задание;

2. заполненная таблица сигналов;

3. таблица принадлежности микросхем к узлам структурной схемы;

4. копия сборочного чертежа платы с нанесенной сеткой и таблица расположения микросхем на плате;

5. таблицы преобразования адреса и данных по образцу, приведенному в приложении;

6. план исследования, ожидаемый результат по каждому пункту и номер снятой осциллограммы;

7. пронумерованные осциллограммы напряжений в заданных точках (зарисовки);

8. выводы по результатам работы.