курсовой проект / СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ / АРТ2

2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ СОПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ISA

При разработке УС необходимо в первую очередь сформулировать требования, предъявляемые к нему, проанализировать функции, которые компьютер должен выполнять с помощью данного УС. В общем случае эти функции могут быть реализованы как аппаратурой УС, так и программным обеспечением компьютера. В свою очередь, УС могут включать в себя процессор, однокристальный контролер, микропрограммный автомат или жесткую логику. Сочетание перечисленных решений различаются между собой стоимостью, сложностью решаемых задачь, гибкостью (способностью перестройки на другую задачу), быстродействием. (рис. 2.1.)

Функции, выполняемые УС можно разделить на две группы.

К первой группе относятся интерфейсные функции, то есть те, которые обеспечивают обмен с выбранным интерфейсом компьютера (ISA, Centronics, RS-232C или какие-нибудь еще). Вторую группу образуют операционные или основные функции, ради которых, собственно, и создается УС. Строго говоря, если УС предназначено для сопряжения компьютера с другим устройством, также имеющим стандартный интерфейс, то добавляется еще функции обмена с этим интерфейсом.

Соответственно этим двум выделенным группам функций в структуре УС можно также выделить две части: интерфейсную и операционную. При этом интерфейсные части почти у всех УС одинаковые, а вот операционные части могут быть самые разнообразные. Здесь простор для творчества, нестандартных решений, Оптимизации и экспериментирования с целью наилучшего решения той уникальной задачи, для которой создаются УС.

2.1.Проектирование аппаратуры для сопряжения с ISA.

При проектировании узлов УС, особенно входящих в интерфейсную часть УС, необходимо учитывать временные диаграммы ISA (рис1.3 - рис 1.6). Наиболее важным при проектировании УС, работающих как устройства ввода вывода, являются следующие временные интервалы:

- задержка между выставлением адреса и передним фронтом строба обмена ( не мение 91 нс) - определяет время распознания адреса проектируемым УС;

- длительность строба обмена

- задержка между передним фронтом сигнала -IOR и выставлением УС читаемых данных (не более 110 нс) - определяется требованиями к быстродействию буфера данных УС;

- задержка между задним фронтом сигнала -IOW и cнятием записываемых данных (не менее 30 нс) - определяется требованиями к быстродействию принимающих данные узлов УС.

2.1.1. Буферирование сигналов магистрали

Буферирование магистральных сигналов применяется для электрического согласования и выполняет две основные функции: электрическая развязка (для всех сигналов) и передача сигналов в нужных направлениях ( только для двунаправленных сигналов). Эта первая и наиболее очевидная интерфейсная функция любого УС. Для буферирования наиболее часто используют микросхемы магистральных приемников, передатчиков, приемопередатчиков, называемые также драйверами.

Электрическая развязка подразумевает обеспечение нужных входных и выходных токов (уровень для ISA - TTL). Так входной ток должен быть не более 0.8 мА, а выходной не менее 24 мА (при нулевом выходном сигнале). Несоблюдение этих правил может привести к выходу из строя отдельных устройств компьютера.

Выбор типа драйвера для каждого магистрального сигнала (приемников, передатчиков, приемопередатчиков) определяется назначением этого сигнала и возмажными режимами работы УС.

Тре