3.4 Система ввода – вывода.

При программно-управляемом (условном) вводе/выводе управление обменом информацией осуществляется подпрограммой, которая сама опрашивает устройства на предмет их готовности передавать данные. При данной организации ввода/вывода сводятся к минимуму аппаратные затраты, но увеличивается загруженность процессора.

3.5. Таймер.

Большинство микроЭВМ содержит источник реального времени - часы и таймер. Таймер предназначен для деления машинного времени на временные интервалы для эффективного использования процессора при работе с периферийными устройствами. Он обеспечивает совместную работу ЦП и ПУ в реальном масштабе времени, осуществляя разбиения машинного времени на равные интервалы времени.

С помощью таймера можно задавать определённые промежутки времени, по истечении которых происходит прерывание. Это можно использовать для - time-outдля различных прикладных программ. Особенное применение прерываний таймера основанное на независимости работы микросхемы от процессора - регенерация оперативных запоминающих устройств.

3.6. Клавиатура.

Клавиатура является одним из основных устройств ввода, обеспечивающих интерактивное общение пользователя с ЭВМ. Она содержит микропроцессор (контроллер клавиатуры), который воспринимает каждое нажатие на клавишу и выдает последовательный скан-код на локальную шину данных LDB.

При поступлении скан-кода из порта вызывается прерывание клавиатуры. В системе прерываний контроллер клавиатуры стоит сразу после таймера для более оперативного вмешательства пользователя. Обработка прерываний от контролера клавиатуры должно выполнятся на микропрограммном уровне, т.е. незамедлительно.

3.7.Монитор.

Для получения итоговых данных, для постоянного наблюдения за различными действиями вычислительной машины используется монитор. Монитор способен выводить текстовую и графическую информации ЭВМ для пользователя, отображать текущие данные и всевозможные изменения в системе.

Монитор, как и всякое другое периферийное устройство, подключается через контроллер (видеоадаптер) к системной шине.

Следует отметить, что монитор является пассивным устройством, которое не выдает данные и управляющие сигналы, а просто отображает динамически изменяющуюся информацию, которая хранится по определенным адресам в ОП.

3.7. Блок синхронизации.

Блок синхронизации (БС) предназначен для обеспечения синхронной работы всех устройств (узлов) ЭВМ. В задачи блока синхронизации входит генерация синхронизирующих последовательностей. Синхропоследовательности имеют заданную форму, длительность и предназначены для центрального процессора, арифметического сопроцессора, таймера, контроллеров и других узлов, входящих в состав ЭВМ. Следует заметить, что центральный процессор и арифметический сопроцессор тактируются разными импульсами, причем длительность CLK1 (АС) в два раза больше чемCLK(ЦП).

4. Разработка функциональной схемы арифметического сопроцессора.

Арифметический сопроцессор (АС) коим является параллельный умножитель Am29323, предназначен для быстрого выполнения операций умножения и деления. АС входит в состав операционного блока и получает операнды по локальной шине данных, как с регистра входных данных, так и с выхода иALUи своего. Взаимодействие микропроцессора и сопроцессора осуществляется по схеме последовательного выполнения операций, т. е. пока работает сопроцессор, то основной ждет. Операция деления проводится следующим образом:

Трогать операнд Aне требуется, следует преобразовать операндBк виду 1/Bи произвести умножение чиселA*1/B. Вычисление обратного значения происходит по формуле 1/B= (1-B)+(1-B)^2+(1-B)^3+ …+(1-B)^n

Для реализации изложенных выше требований нужны следующие дополнительные аппаратные средства:

• для вычисления (1-B)– сумматор;

• для нахождения суммы ряда – сумматор;

• для проверки условия B>A– компаратор (либо сумматор).

Поскольку взаимодействие микропроцессора и арифметического сопроцессора выполняется по схеме последовательного выполнения операций и АЛУ имеет практически все необходимые вспомогательные средства для выполнения операции деления и при этом простаивает, то решено вместо внесения дополнительных аппаратных средств воспользоваться его ресурсами.

Для того чтобы не потерять промежуточные результаты мультиплексилуем локальную шину данных.

Функциональная схема арифметического сопроцессора приведена в приложении 3.