Лабораторная работа No 3 исследование функционирования контроллеров ibm pc
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: знакомство с системной ISA шиной IBM-совместимого персонального компьютера, исследование функционирования дешифраторов адреса контроллеров, приобретение навыков диагностирования контроллеров периферийных устройств.
НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: персональный компьютер IBM PC/AT, осциллограф, омметр, ловушка-счетчик одиночных импульсов (можно использовать осциллограф), дискета с программой DEBUG.
Контроллеры устройств современных персональных компьютеров выполняются исключительно на БИС, устанавливаемых непосредственно на системной плате и реализующих обычно множество функций. В подобных случаях исследование их работы, диагностирование и ремонт представляются нерациональными и даже невозможными. Вместе с тем, знание принципов работы контроллеров является необходимым для понимания особенностей функционирования вычислительной системы в целом. Таким образом, с учетом преемственности в организации архитектурных решений IBM-совместимых компьютеров, полезно познакомиться с организацией контроллеров ПЭВМ ранних поколений.
1. Шина isa компьютера ibm pc/at
В компьютерах линейки IBM PC/AT часть системной шины образует несколько разъемов по 62 вывода в каждом, расположенных в два ряда и пронумерованных как A1-A31 и B1-B31. Эта часть шины совместима с шиной компьютера IBM PC/XT.
Кроме того, к системной шине также принадлежит несколько разъемов-расширений по 36 выводов в каждом c двухрядным расположением выводов и нумерацией C1-C18 и D1-D18. Эти соединители расположены как продолжение XT-разъемов. Вместе эти разъемы образуют системную шину IBM PC/AT, иначе называемую шиной ISA (с архитектурой индустриального стандарта).
Эти разъемы предназначены для подключения адаптеров периферийных устройств, и именно их наличие делает систему PC/AT открытой (в смысле расширения). Все шинные сигналы TTL-совместимы и их нагрузочная способность равна минимум двум LS-входам.
1.1. Описание сигналов шины isa
-I/O CH CK. Этот сигнал используется для "информирования" процессора о том, что в данных, поступивших из памяти или устройства ввода-вывода, содержится ошибка.
SD7-SD0. Восемь выводов, образующих двунаправленную шину данных.
I/O CH RDY. Сигнал готовности канала ввода-вывода, устанавливается равным логическому 0 (НЕ ГОТОВ) для того, чтобы удлинить циклы обмена с медленными устройствами.
SA19-SA0. Двадцать линий адресов памяти и внешних устройств.
RESET DRV. Сброс внешних устройств. Формируется по включению или по нажатию клавиши RESET.
IRQ2-IRQ7. Запросы на прерывание от внешних устройств.
DRQ1-DRQ3. Запросы на разрешение прямого доступа к памяти (ПДП) от внешних устройств.
-DACK1, -DACK2, -DACK3. Сигналы подтверждения приёма сигналов запроса ПДП.
0WS. Сигнал информирует процессор о том, что он должен завершить текущий цикл шины, не вставляя дополнительные состояния ожидания ("нулевое состояние ожидания").
-MEMW, -MEMR, -IOW, -IOR. Сигналы записи-чтения в память и внешние устройства.
REFRESH. Сигнал, показывающий, что идет цикл регенерации.
SYSCLK. Синхросигнал с частотой, равной половине частоты системного кварца.
T/C. Сигнал окончания обмена при ПДП.
BALE. Сигнал, указывающий на то, что адрес на адресной шине сформирован.
OSC. Сигнал с частотой 14 МГц, для видеоконтроллера.
---------¬
GND -+B1 A1+- -I/O CH CK
RESET DRV -+B2 A2+- SD7
+5V -+B3 A3+- SD6
IRQ2 -+B4 A4+- SD5
-5V -+B5 A4+- SD4
DRQ2 -+B6 A6+- SD3
-12V -+B7 A7+- SD2
OWS -+B8 A8+- SD1
+12V -+B9 A9+- SD0
GND -+B10 A10+- I/O CHRDY
-SMEMW -+B11 A11+- AEN
-SMEMR -+B12 A12+- SA19
-IOW -+B13 A13+- SA18
-IOR -+B14 A14+- SA17
-DACK3 -+B15 A15+- SA16
DRQ3 -+B16 A16+- SA15
-DACK1 -+B17 A17+- SA14
DRQ1 -+B18 A18+- SA13
REFRESH -+B19 A19+- SA12
SYSCLK -+B20 A20+- SA11
IRQ7 -+B21 A21+- SA10
IRQ6 -+B22 A22+- SA9
IRQ5 -+B23 A23+- SA8
IRQ4 -+B24 A24+- SA7
IRQ3 -+B25 A25+- SA6
-DACK2 -+B26 A26+- SA5
T/C -+B27 A27+- SA4
BALE -+B28 A28+- SA3
+5V -+B29 A29+- SA2
OSC -+B30 A30+- SA1
GND -+B31 A31+- SA0
L---------
