11.3.1. Инициализация средств пдп

Любой способ организации обмена в режиме slave DMA предполагает инициализацию контроллера со стороны процессора. Для этого, как уже отмечалось, перед началом обмена с ПУ в режиме ПДП процессор должен загрузить в регистры контроллера для каждого канала ПДП начальные адреса выделенных областей памяти и их размер в байтах или в словах в зависимости от того, какими единицами информации ведется обмен, направление и режим передачи. Кроме того, если конкретный контроллер это позволяет, программа инициализации должна установить дисциплину обслуживания каналов ПДП (арбитража), а также запрограммировать внутренний таймер, контролирующий время удержания магистрали.

Все изложенное выше справедливо для простейшего варианта обмена – slave DMA, при котором всеми операциями обмена управляет контроллер ПДП. При использовании режима bus master DMA в системах как радиальной, так и цепочечной структуры контроллер ПДП отсутствует. Остается только арбитр магистрали, который также требует инициализации. В зависимости от "интеллектуальности" арбитра его инициализация осуществляется либо вручную с помощью переключателей (перемычек), либо программным путем. В последнем случае инициализация осуществляется либо из встроенного ПЗУ, либо одним из ведущих устройств магистрали при запуске вычислительной системы. Дисциплина арбитража в этом случае остается неизменной на все время функционирования вычислительной системы. Однако если предусмотрена возможность изменения дисциплины арбитража, повторная инициализация арбитра может выполняться в процессе обработки текущей программы процессором одного из ведущих устройств магистрали.

В общем случае СУМ интеллектуальных устройств магистрали, которые могут выступать как master, также требуют инициализации, т.е. загрузки адресов и режимов обмена, размеров передаваемых блоков информации и т.д. Однако во многих случаях master ведет обмен, руководствуясь только потребностями собственного программного обеспечения, записанного в локальное ПЗУ.

Рассмотрим упрощенные алгоритмы организации обмена (захвата магистрали) для обеих структур систем ПДП – радиальной и цепочечной.

11.3.2. Радиальная структура (slave dma)

В соответствии с рис. 11.1, а все запросы от ИЗПД поступают в арбитр магистрали контроллера ПДП и в общем случае фиксируются там каким-либо образом, например аналогично тому, как это делается в контроллере прерываний (см. гл. 6). Последовательность операций по предоставлению магистрали в распоряжение контроллера ПДП при передаче блока данных в общем случае следующая:

1. Перед началом обмена происходит инициализация контроллера ПДП со стороны процессора. Эта процедура описана выше и здесь не конкрети- зи­руется.

2. Процессор продолжает выполнять команды текущей программы до поступления запроса от какого-либо ИЗПД.

3. При возникновении готовности какого-либо из инициализированных ПУ его запросчик вырабатывает сигнал ЗПД, поступающий по соответствующей ЛЗПД в арбитр контроллера ПДП.

4. При поступлении запроса от любого ИЗПД (т.е. сигнала ЗПД по любой ЛЗПД) арбитр контроллера ПДП формирует сигнал ОЗПД, который транслируется в процессор. При этом в контроллере инициализируется процедура поиска запроса с максимальным приоритетом, если одновременно поступило несколько запросов. Эта процедура выполняется обычно аппаратным способом, например с помощью дейзи-цепочек (см. п. 6.3.1) или логических схем.

5. Процессор заканчивает операции обмена на магистрали, посылает в контроллер сигнал РПД и отключается от шин системной магистрали. С этого момента шинами системной магистрали управляет контроллер ПДП (master). Кроме того, в контроллере запускается внутренний таймер, контролирующий время удержания магистрали.

6. Блок СУМ контроллера ПДП выставляет адрес обмена и управляющие сигналы, инициализирующие обмен. Результатом этой операции является обмен между ОП и наиболее приоритетным ПУ одним байтом или словом.

7. Блок СУМ контроллера ПДП производит модификацию адреса обмена и счетчика байт.

8. Блок СУМ контролирует размер переданного блока данных. Контроль может происходить как по количеству переданных байтов (слов), так и по конечному адресу области обмена.

9. Блок СУМ контролирует время удержания магистрали контроллером ПДП по внутреннему таймеру.

10. Дальнейшие действия зависят от результатов операций в гл. 8 и 9, а именно:

• Если обмен не закончен и время удержания магистрали не истекло, то происходит повторение операций, начиная с гл. 6.

• Если блок информации передан полностью (обмен закончен), то контроллер ПДП снимает сигнал ОЗПД и освобождает системную магистраль.

• Если время удержания магистрали истекло (хотя обмен и не закончен), то контроллер ПДП освобождает магистраль и снимает сигнал ОЗПД.

11. Процессор продолжает выполнение текущей программы, либо, если запрос уже поступил, начинается процесс обслуживания канала ПДП с меньшим приоритетом (см. операции, начиная с п. 4).

Возможна ситуация, при которой в процессе обслуживания одного из устройств магистрали в арбитр контроллера ПДП поступит запрос от устройства с большим приоритетом. В этом случае контроллер ПДП, не снимая сигнал ОЗПД, прекращает обслуживание устройства с меньшим приоритетом и переключается на обслуживание более приоритетного устройства.