11 Организация обмена по магистрали. Типовые циклы обмена по магистрали. Система основных управляющих сигналов.
Организация обмена по магистрали
Команды и данные передаются между МП и другими устройствами системы в ходе операции обмена, которая может включать один или несколько магистральных циклов, т.е. физический обмен через магистраль выполняется машинными словами определенной разрядности в виде следующих друг за другом обращений к магистрали.
Время осуществления одного считывания, записи, ввода или вывода называется циклом обращения к магистрали или просто циклом магистрали (циклом шины).
За один цикл обращения к магистрали между МП, памятью или периферийным устройством передается одно слово.
Типовые циклы магистрали
Основные циклы магистрали связаны с возможными операциями, выполняемыми в МПС. К ним относятся циклы чтения и записи.
При совмещенном вводе/выводе по этим циклам осуществляется как обращение к памяти, так и к портам ввода/вывода.
При изолированном вводе/выводе эти циклы разделяются на циклы обращения к памяти и цикла обращения к портам ввода/вывода.
12 Простые циклы обмена по магистрали. Схема соединения памяти с магистралью.Временные диаграммы процесса чтения/записи в памяти.
Элементарным интервалом времени при реализации протоколов обмена по магистрали является такт магистрали, равный одному периоду синхросигнала.
Каждый цикл шины содержит несколько тактов.
Протокол обмена по магистрали предполагает выполнение определенной последовательности действий:
1) адресация памяти или порта ввода/вывода;
2) коммутация направления передачи (задание операции обмена – чтение или запись);
3) передача данных (выполнение операции обмена);
4) фиксация данных.
Стандартный цикл магистрали содержит четыре обязательных такта T1 – T4
13 Простые циклы обмена по магистрали. Схема соединения портов ввод/вывода с магистралью. Временная диаграмма процесса ввод/вывода данных спомощью простых циклов.
Элементарным интервалом времени при реализации протоколов обмена по магистрали является такт магистрали, равный одному периоду синхросигнала.
Каждый цикл шины содержит несколько тактов.
Протокол обмена по магистрали предполагает выполнение определенной последовательности действий:
1) адресация памяти или порта ввода/вывода;
2) коммутация направления передачи (задание операции обмена – чтение или запись);
3) передача данных (выполнение операции обмена);
4) фиксация данных.
Стандартный цикл магистрали содержит четыре обязательных такта T1 – T4
14 Совмещение адресной шины и шины данных. Временная диаграмма работы МПС с совмещённой шиной адреса и данных. Механизм конвейерного формирования адреса
(МКФА). Структурная схема реализации МКФА и её временная диаграмма работы.
,,
В некоторых МП с целью сокращения физической ширины магистрали используют совмещение адресной шины и шины данных (AB+DB=AD).
Этап передачи адреса по совмещенной шине адреса/данных AD (Address/Data Bus) отделяется по времени от этапа передачи данных и стробируется спец.сигналом ALE (Address Latch Enable), который включается в состав шины управления.
Такую магистраль называют двухшинной с совмещенными шинами передачи адреса и данных.
Если разрядность данных меньше разрядности адреса, то по AD передаются только младшие разряды адреса, а старшие передаются по адресной шине.
По сигналу ALE адресная информация фиксируется во внешнем (по отношению к МП) адресном регистре-фиксаторе.
Обычно каждый модуль МПС с двухшинной магистралью содержит локальный адресный регистр, но может быть использован и один общий регистр. В результате МП с двухшинной организацией преобразуется в МП с тремя шинами.
. Механизм конвейерного формирования адреса при передаче данных.
Механизм конвейерного формирования адреса (МКФА) предусматривает возможность начала нового цикла, не дожидаясь завершения физического обмена данными предыдущего цикла.
Опережающее начало нового цикла осуществляется за счет более раннего начала формирования адреса МП и выполнения дешифрации этого адреса устройством памяти или ввода/вывода.
