1.1.8 Загальні відомості про інтерфейс.
Призначення і функції інтерфейса.
Порти вводу-виводу.
Відеоадаптер.
Взаємодія МП з пристроями вводу-виводу інформації та оперативним запам'ятовуючим пристроєм (ОЗП).
Способи обміну інформацією мікропроцесора з зовнішнім середовищем.
Література [] с.
1. Інтерфейс – це комплекс засобів уніфікованого сполучення компонентів МПС, що включає апаратні і алгоритмічні засоби, за допомогою яких всі компоненти МПС об'єднуються для рішення необхідних задач. До складу апаратних засобів входять: система уніфікованих шин, уніфікованих сигналів і електронних схем. Алгоритмічна частина – це алгоритм процедури обміну інформацією, тобто сукупність правил взаємодії цих компонентів в процесі обміну інформацією.
Фізично інтерфейс представляє собою сукупність шин і електронних схем для формування сигналів, що проходять|минають| по цих шинах. Реалізація здійснюється на мікросхемах з|із| программно-керуємими| функціями.
Основними функціями інтерфейсу є|з'являються|:
дешифрування адреси пристрою;|устрою|
дешифрування кодів команд, пов'язаних із зверненням до пам'яті або зовнішніх пристроїв;|устроїв|
синхронізація обміну інформацією;
узгодження форматів слів;
електричне узгодження сигналів.
Класифікація інтерфейсів МПС.
І З погляду загального|спільного| завдання|задачі|, що вирішується|рішає| інтерфейсом, можна розглядати|розглядувати| внутрішній і зовнішній інтерфейс (відносно МПС).
Внутрішній інтерфейс організовує сполучення таких компонентів як модулі пам'яті, порти вводу-виводу з шинами МП, завдання якого є синхронізація і керування шинами, а також вибірка компонентів, що забезпечує своєчасну передачу даних між МП і іншими пристроями.
Зовнішній інтерфейс організовує сполучення частин МПС із зовнішніми компонентами (пристрої вводу-виводу, канали передачі даних, контролери і тому подібне). До його завдань відносяться перетворення зовнішніх сигналів в сумісні з сигналами на шинах і зворотне перетворення.
ІІ У МПАС можна виділити декілька типів інтерфейсів за функціональним призначенням:
інтерфейс МП, що забезпечує ввід-вивід даних, адрес, сигналів керування;
інтерфейс пам'яті;
інтерфейс вводу-вивод|висновку|у;
інтерфейс зв'язку з|із| об'єктом керування.
Інтерфейс є|з'являється| обов'язковим компонентом МПАС.
2. Однією з функцій МП є|з'являється| забезпечення процесу вводу і виводу інформації, тобто взаємодії з|із| периферійними пристроями|устроями|. Периферійні пристрої|устрої| під'єднуються до шин МП через зовнішні інтерфейси або адаптери (від англійського to| adapt| - пристосовується). Ці пристрої|устрої| розміщуються в системному блоці комп'ютера і забезпечують характер|вдачу| взаємодії зовнішніх пристроїв (ЗП) з|із| комп'ютером. Взаємодія ЗП з|із| адаптером відбувається|походить| через порти вводу/вивода|висновку| (рис.1.10)
Іншими словами порти вводу/виводу (ПВВ)|висновку| є|з'являється| каналами зв'язку між системним блоком і периферійними пристроями.
За способом передачі інформації| порти вводу/виводу|висновку| поділяються на послідовні і паралельні.
Ч
Рисунок
1.10
Через паралельні| ПВВ декілька бітів інформації передається одночасно. Для передачі інформації| використовуються декілька дротів (тобто кількість одночасно бітів, що передається, дорівнює кількості використаних для передачі дротів).
Зазвичай|звично| через послідовні ПВВ підключають зовнішні пристрої|устрої|, що знаходяться|перебувають| на великій відстані від комп'ютера, а через паралельні – пристрої,|устрій| що знаходяться|перебувають| поряд з|поряд із| комп'ютером.
Для здійснення ефективної взаємодії МП і периферійних пристроїв в сучасних комп'ютерах використовуються механізм переривань. Перериванням називають подію, яка примушує|заставляє| мікропроцесор припиняти поточну роботу.
Механізм переривань полягає у тому, що поточна робота мікропроцесора може бути припинена на деякий час одним з сигналів, який вказує|вказує| на виникнення ситуації, що вимагає негайної обробки. Такі ситуації виникають при натисненні на клавішу клавіатури, виході якого-небудь пристрою|устрою|, спроби виконати операцію ділення|поділу| на нуль і в інших випадках.
Кожне переривання має свій унікальний номер і пов'язану з ним програму призначену для обробки ситуації, що виникла.
3. Дисплей підключається до комп'ютера через пристрій|устрій| сполучення, який|спряження| називається відеоадаптером.
Відеоадаптер має власну пам'ять, призначену для зберігання зображення, що виводиться на екран. Ця пам'ять працює з|із| двоїчними кодами. Зображення, що виводиться на екран, зберігається в ній у вигляді нулів і одиниць. Об'єм|обсяг| цієї пам'яті визначається кількістю кольорів в колірній палітрі і дозволяючою здатністю екрану.
Чим більше об'єм пам'яті використовується для керування одним пікселем, тим більше кількість відтворених кольорів. Якщо для керування одним пікселем використовується один біт інформації (0 або 1), тоді піксель або світиться або не світиться. Якщо для керування одним пікселем використовується два біта інформації, то піксель світиться 22 = 4 кольорами (224 = 16777216).
Об'єм|обсяг| пам'яті відеоадаптера обмежений, тому дозволяюча здатність екрану і кількість відтворених кольорів на екрані взаємозв'язані. Можна збільшувати кількість пікселів на екрані|, тобто дозволяючу здатність, але|та| тоді буде зменшуватися об'єм|обсяг| пам'яті, що використовується для керування кожним пікселем, тобто кількість кольорів, яка можуть відтворюватися і навпаки.
4. На рисунку 1.11 представлена|уявляти| загальна|спільна| схема взаємодії МП з|із| пристроями|устроями| вводу-виводу|висновку| (ПВВ) або ОЗП у МПС.
1
6
2
7
ПВВ 3 МП 8 ОЗП
4
9
5 10
Рисунок 1.11
Зв'язок МП з|із| ПВВ вимагає п'ять груп зв'язку, які забезпечуються через виводи|висновки| корпусу. По групі шин 1 передається код адреси пристрою|устрою|, по|та| шині 2 – сигнал керування читанням – записом, по шині 3 – сигнал запиту на переривання роботи МП, шини 4 і 5 використовуються для передачі даних від мікропроцесора до ПВВ і назад до МП.
Зв'язок МП з|із| ОЗП має|утримує| п'ять груп зв'язків, які необхідно забезпечити через виводи|висновки| корпусу МП. По групі шин 6 передається адреса в ОЗП, шина 7 потрібна для керування читанням (записом), по сигналах на шині 8 приймаються команди в процесор, а шини 9 і 10 забезпечують передачу даних від ОЗП в МП і назад.
5 Розрізняють три типи|типів| обміну інформацією між МПС і зовнішніми пристроями|устроями| (ЗП):
Программно-керуєма передача даних, коли момент часу, в який повинен початися|розпочинати| обмін даними, визначається ходом виконання робочої програми (команди «вводу», «виводу|висновку|»).
Використання переривання, коли початок обміну даними визначається роботою ЗП, який формує запит на переривання. При появі запиту на переривання МПС тимчасово припиняє виконання поточної програми і приводить у|запроваджує| дію підпрограму переривання, спеціально призначену для керування обміном даними.
3 Прямий доступ до пам'яті. Цей режим використовується при необхідності передачі інформацію із зовнішньої пам'яті в основну. В цьому випадку МП відключається від шин, унаслідок|внаслідок| чого зовнішня пам'ять отримує можливість прямого доступу до основної.
Контрольні питання.
1 Дайте повне визначення що таке інтерфейс?
2 Які основні функції виконує інтерфейс?
3 За якими ознаками і як класифікують інтерфейси МПС?
4 Що собою представляє інтерфейс?
5 Які функції в МПС забезпечують порти вводу виводу?
6 В яких випадках застосовують послідовні і паралельні порти вводу виводу? В чому полягає різниця у їх роботі?
7 Яке призначення має відеоадаптер і в чому особливості його роботи?
8 Які типи обміну інформацією між МПС і зовнішніми пристроями розрізняють? В чому полягає їх особливість?
9 Скільки груп зв’язків необхідно для обміну інформацією МП з пристроями вводу-виводу і ОЗП? Їх основне призначення.