Альтернативный взаимодействия интерфейсного блока с внутренними регистрами
В качестве альтернативы можно применить временное мультиплексирование данных, что, собственно, и применяется в МПИ. При этом достаточно будет вовремя сформировать сигналы управления записью во внутренние регистры.
С учетом диаграммы работы МПИ можно сделать два предположения:
данные можно брать непосредственно с МПИ, где они уже разделены по времени.
сигналы управления можно легко сформировать из управляющих сигналов МПИ - AD... SYS и WRITE.
При этом структурная схема этой части УСТРОЙСТВА приобретет вид, показанный на рисунке 4.
Рис. 4.Альтернативный вариант взаимодействия интерфейсного блока и внутренних регистров
А схема обмена информацией выглядит следующим образом:
Рис. 5.Взаимодействие альтернативного интерфейсного блока и внутренних регистров
Как легко заметить эта структурная схема имеет ряд преимуществ перед ранее описанной:
нет надобности в схеме физического разделения потока данных
троекратный выигрыш в количестве линий связи интерфейсного блока и внутренних регистров (16+3 вместо 48+3)
учтена диаграмма работы МПИ. Шина данных может быть просто буфферизированной шиной AD МПИ
В окончательном варианте УСТРОЙСТВА была реализована именно эта схема.
Блок интерфейса с МПИ служит для ввода и вывода информации, а также для управления УСТРОЙСТВОМ.
С учетом всего вышесказанного мы можем установить требования предъявляемые к интерфейсному блоку и определиться с его внутренней структурой:
Внутри блока должно обеспечиваться разделение адреса и данных
должен быть узел, обеспечивающий формирование и управление адресным окном (управляющий регистр со схемой записи)
необходим узел проверяющий попадание текущего адреса в адресное окно
необходима схема формирования сигналов управления внутренними регистрами
необходимо обеспечить возможность вывода результата с АЛУ на МПИ в соответствии с ГОСТ.
Структурная схема блока примет вид, показанный на рис. 6.
Рис. 6. Структурно-функциональная схема блока интерфейса с МПИ
Рассмотрим функции выполняемые отдельными блоками:
буфер-выполняет функции преобразования внешних сигналов во внутренние сигналы БИС без их логического изменения
схема выделения адреса - идентифицирует состояние шины в момент передачи по ней адреса
схема записи в управляющий регистр - идентифицирует обращение к управляющему регистру и записывает в него начальный адрес окна
схема идентификации окна - определяет обращение к адресному окну
схема идентификации регистра - определяет регистр к которому происходит обращение
схема вывода результата - обеспечивает вывод данных с выхода АЛУ на МПИ
Внутренние регистры устройства
Внутренние регистры предназначены для хранения операндов и оператора.
Входные воздействия максимально просты:
по шине поступают данные, которые фиксируются сигналом записи. После записи данные фиксируются до следующего цикла записи в данный регистр.
Блок индикации
Блок индикации предназначен для взаимодействия УСТРОЙСТВА и внешних семисегментных индикаторов.
На входе - двоичное число, подаваемое с выхода АЛУ.
На выходе - сигналы индикации. С учетом используемого БМК 5501ХМ2, имеющего всего 42 внешних вывода, была выбрана схема динамической индикации, позволяющая сократить количество необходимых выводов.
Так как выходной ток БМК весьма мал и в любом случае понадобиться схема управления индикаторами был выбран промежуточный вариант - дешифрация позиции знакоместа не производиться, а выдается в двоичном виде. Это позволяет используя внешний дешифратор легко построить схему управления индикаторами как с общим анодом, так и с общим катодом. При этом мы используем всего 7+N выводов вместо 7*N. Взаимодействие блока дешифратора и внешних индикаторов будет осуществляться по схеме на рисунке 7.
Рис. 7. Схема взаимодействия БИС и внешних индикаторов.
Логическая структура схемы индикации примет вид, показанный на рисунке 8.
Рис. 8. Структурно-функциональная схема блока индикации