1.4. Методы адресации элементов.
Элемент, управляющий обменом информацией по магистрали (микропроцессор, контроллер, сопроцессор), прежде всего должен адресовать тот элемент системы (ВУ), с которым обмен будет происходить. Адресным пространством системы называется количество элементов (ВУ), которое может быть адресовано в системе. Это зависит не столько от разрядности адресных шин магистрали (хотя и это является определяющим), сколько от выбранного метода дешифрации адреса. Блок сопряжения, отвечающий за преобразование адресной информации магистрали в конкретный сигнал выбора элемента системы (по входу "Выбор модуля" – ВМ), называется дешифратором адреса. Различают три основных метода адресации, имеющие много модификаций: линейный метод; прямой метод; расширенный метод.
При линейном методе адресации каждому ВУ ставится в соответствие конкретная физическая адресная шина магистрали (см. рис.7). К достоинствам данного метода можно отнести простоту проектирования дешифратора адреса, который представляет собой просто физический проводник. Крупным недостатком метода является малое количество адресуемых ВУ, ограниченное разрядностью адресных шин.
|
|
|
|
Рис.7 |
Рис.8 |
В случае прямого метода каждому внешнему устройству ставится в соответствие логическая комбинация значений сигналов на адресных шинах магистрали (см. рис.8). В этом случае дешифратор адреса представляет собой комбинационную схему, выполняющую преобразование адресной комбинации в конкретный сигнал выбора ВУ. При этом усложняется проектирование дешифратора адреса, но увеличивается количество адресуемых элементов системы.
|
|
|
Рис.9 |
При расширенном методе адресации адресные шины магистрали, используемые при дешифрации адреса любым из трех методов, формируются объединением адресных шин и шин данных системы за счет использования локальной памяти (регистра) в дешифраторе адреса (см. рис.9).
Регистр, осуществляющий прием, хранение и выдачу информации, но не преобразующий ее, называется портом ("пристанищем" информации). Адресация выполняется в два этапа. Сначала в регистр (который в этом случае носит название базового, а метод адресации операндов - базированием) заносится из шин данных старшая адресная комбинация, а затем любое ВУ адресуется комбинацией старшего адреса с базового регистра и младшего адреса с адресных шин магистрали. Такая адресация носит название – дальний вызов, в то время, как адресация только с помощью адресных шин, – ближний вызов.
1.5. Способы организации связи с внешними устройствами.
Каждый элемент в системе функционирует в соответствии со своей природой и в зависимости от других элементов, то есть имеет некоторую последовательность своих действий по обработке информации и обмену ею с ними. Эту последовательность действий можно описать с помощью некоторого языка.
Алгоритмом называется описание последовательности действий конкретного элемента системы на естественном языке с применением условных графических образов.
Программой называется описание последовательности действий конкретного элемента системы на его языке. Поскольку в МПС чаще всего один активный по поведению элемент – микропроцессор, обычно разрабатывается только программа его работы.
Под протоколом обмена будем понимать последовательность взаимных действий двух элементов системы по организации обмена информацией между собой.
В настоящее время разработано три способа организации связи между элементами МПС:
Программно-управляемый обмен;
Обмен по прерываниям;
Прямой доступ к памяти.
Перечисленные способы отличаются степенью "демократичности" взаимодействия элементов между собой, поэтому каждый из них имеет определенные достоинства и недостатки, связанные с этим фактом. Рассмотрим каждый из этих способов по-раздельно.