- •Основи автоматики
- •Луцьк - 2007 Вступ
- •Цифрові електронно-обчислювальні машини
- •Інформація
- •Електронні ключі
- •Діодні ключи
- •Оптоелектроні прилади. Фотодіоди, фото транзистори, світло діоди, оптрони. Оптоелектроні ключі і схеми гальванічної розв’язки кіл.
- •Фотодіоди
- •Лавинні фотодіоди
- •Фототранзистори
- •Елементи алгебри і логіки.
- •Системи (серії) логічних елементів. Базові елементи інтегральних схем виду ттл і кмон
- •Вивчення тригерів. Їх схемотехнічна реалізація
- •Тригером називається пристрій, що може знаходитися у двох станах стійкої рівноваги й здатний стрибком переходити з одного стану в інший під впливом зовнішнього сигналу керування.
- •Генератори і формувачі імпульсів на логічних елементах (мультивібратори і схеми усунення деренчання контактних датчиків інформації).
- •Регістри (послідовні, паралельні, універсальні). Їх використання в якості запам’ятовуючих пристроїв та перетворювачів інформації.
- •Лічильники (двійкові, з довільним коефіцієнтом рахунку, реверсні, з попередвстановленням). Подання вихідної інформації в позиціонному, двійковиму і двійково-десятковому коді
- •Його часові діаграми та схематичне позначення
- •Перетворювачі кодів шифратори і дешифратори. Мультиплексори, демультиплексори.
- •Суматори. Однорозрядний двійковий суматор. Багаторозрядні війкові суматори паралельного типу.
- •Споживана мікросхемою пам’яті потужність зазвичай вказується, виходячи із розрахунку на 1 біт.
- •Режим зберігання - забезпечується надходженням 0 по адресній шині рядка, при цьому транзистор vt5 закривається й ізолює тригер від розрядної шини.
- •Зовнішні запам’ятовуючі пристрої
- •В радіальних інтерфейсах використовуються індивідуальні для кожного пп лінії, по яких відбувається передача тільки між цим пп і центральним пристроєм (цп).
- •Зовнішні пристрої введення (клавіатура, фото стрічка). Візуалізація інформації (дисплей, друкувальний пристрій).
- •Характеристики мікропроцесорів.
- •Структура мікропроцесора
- •Системи автоматичного контролю, регулювання, керування.
- •Цифро-аналогові та аналого-цифрові перетворювачі.
- •Цифро-аналогові перетворювачі
- •Аналогово-цифрові перетворювачі
- •Перетворювачі інформації в електричний сигнал в приладах автоматики. Фото-, тензо- і терморезистори. Ємнісні і індуктивні перетворювачі.
- •Виконуючі та індикаторні пристрої в автоматичних системах
- •Автоматика в школі. Шкільний кабінет обчислювальної техніки. Вимоги до навчальної обчислювальної техніки та її програмного забезпечення.
- •Обладнання робочого місця учня.
- •Обладнання мережного забезпечення
- •Електронні ключі………………………………………………………………………………….
- •Вивчення тригерів.Їх схемотехнічна реалізація………………………………………………………………….
- •Регістри (послідовні, паралельні, універсальні).Їх використання в якості запам’ятовуючих пристроїв та перетворювачів інформації…………………………………….
- •Виконуючі та індикаторні пристрої в автоматичних системах………………………………………………………..
- •Література………………………………………………………..…..
- •Додаток 1. Функціональна класифікація імс
- •Додаток 2. Елементи цифрової електроніки та їх зарубіжні аналоги
В радіальних інтерфейсах використовуються індивідуальні для кожного пп лінії, по яких відбувається передача тільки між цим пп і центральним пристроєм (цп).
В магістральних інтерфейсах використовуються колективні лінії для всіх ПП (на основі розділення часу). Сигнал на будь - якій лінії стає доступним зразу всім пристроям, для організації обміну між центральними і периферичними пристроями останнє повинно містити схеми виділення адреса і комутації.
В ланцюгових інтерфейсах передача даних від ЦП до ПП також передує передача даних, однак цей адрес послідовно проходить через всі ПП, що значно сповільнює процедуру адресації.
Комбінований інтерфейс зазвичай має магістральну структуру для всіх ліній, крім ліній опитування, яка проходить через всі ПП послідовно. Цим досягається висока швидкодія при адресації і передачі даних, характерна для магістральних інтерфейсів, і висока швидкодія і простота керування при запиті, характерні для ланцюгових інтерфейсів.
Через інтерфейс введення-виведення доводиться передавати інформацію різного виду: дані, адреси, команди, інформацію про стан пристроїв.
Витрати часу, зв’язані з формуванням інформації в ПП і передача її в ОЗП (або навпаки), незалежно від виду ПП можна представити в вигляді суми двох інтервалів: перший визначає тривалість Тпідг циклу пересилки підготовленого кванта інформації між ПП і ОЗП. Для підготовки і перетворення інформації характерне використання електромеханічного принципу, а пересилка здійснюється електронним шляхом. Внаслідок цього цикл підготовки і перетворення інформації значно триваліше циклу пересилки. Саме ця особливість роботи ПП і лежить в основі організації поєднання операцій обробки введення- виведення.
З точки зору організації обміну між ПП і ОЗП важливий поділ ПП на синхронні і асинхронні. Для синхронних ПП цикл підготовки наступного кванта інформації починається безпосередньо після закінчення циклу підготовки попереднього. Таким чином, тривалість інтервалу між видачею послідовних квантів інформації постійна. В асинхронних ПП підготовка наступного кванта інформації розпочинається по завершенню циклу передачі попереднього, а тривалість інтервалу між видачею послідовних квантів інформації визначається тривалістю підготовки кванта інформації, тривалісті очікування обслуговування із боку КВВ і тривалістю передачі.
При суміщенні операцій обробки введення-виведення ПП здійснює підготовку інформації незалежно від роботи процесора, а зв’язок між ПП і ОЗП встановлюється тільки для передачі підготовленої інформації на час Тпрд. При програмній реалізації КВВ процесор повинен мати можливість перемикатися на виконання функціональний канал за сигналом про готовність ПП, при апаратній реалізації КВВ процесор повен мати можливість отримувати інформацію від каналу в ході виконання операції введення-виведення і про її завершення. Взаємодія каналу і процесора здійснюється за допомогою механізму переривання – процесу перемикання процесора з однієї програми на іншу по зовнішньому сигналу з збереженням інформації для наступного відновлення перерваної програми. Механізм переривань реалізується за допомогою спеціального регістра, в розряди якого в довільні моменти часу можуть бути встановлені одиниці від зовнішніх відносно процесора схем. При виконанні команди процесор виконує запит стану цього регістру і при наявності в ньому хоча б однієї “1” передає керування в наперед виділену комірку пам’яті для виконання програми обробки переривання. Обробка переривання полягає в запам’ятовуванні вмісту регістрів процесора в спеціально виділеній області пам’яті і завантаженню цих регістрів новою інформацією, необхідною для виконання другої програми.
Важливим для організації спільної роботи (паралельної) процесора і ПП являється також механізм призупинок – процес, що дозволяє КВВ передавати або отримувати інформацію із ОЗП без тривалої операції обробки переривань. Призупинки, або захоплення циклу ОЗП Тозп виникають в тому випадку, якщо в ОЗП повинні почергово звертатися різні пристрої (наприклад, процесор і КВВ).
Припустимо, що КВВ встановив зв’язок між ПП і ОЗП і одночасно в процесорі виникла необхідність звертатись до ОЗП. Оскільки ОЗП зайнято, запит процесора в даний момент задоволений бути не може. Робота в процесорі призупиняється на час, необхідний для звільнення ОЗП. Максимальний час затримки складає ТОЗП, а середній час затримки – ТОЗП/2. Затримки, викликані призупинками, знижують ефективну продуктивність процесора, однак це зниження менше , ніж при перериваннях. Призупинки можуть бути реалізовані тільки при наявності автономних апаратних засобів звернення до ОЗП в кожному пристрої (процесорі й КВВ). В тому випадку, якщо звернення до ОЗП зі сторони КВВ продукується в момент, коли ОЗП зайнято процесором, канал отримує дозвіл на займання циклу пам’яті або по завершені поточної операції процесора, або при звільнені ОЗП.
Для скорочення числа переривань і призупинок в КВВ широко використовується буферизація. У простішому випадку буферизація досягається вже за рахунок того, що приймані з ПП байти інформації до передачі в ОЗП каналом об’єднуються в машинні слова. Наявність буферних регістрів зменшує ймовірність втрати інформації за рахунок збільшення допустимого часу очікування при звернені до ОЗП.
***