Интерфейс

Отдельные устройства взаимодействуют не непосредственно, а через интерфейсные схемы. Проводники в магистрали могут делится на группы: шина адреса, шина данных, шина управления.

Интерфейс - совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие элементов системы:

• электрические сигналы и проводники

• элементы, формирующие эти сигналы

• протокол - совокупность правил обмена сигналами

Функции интерфейса ЦП:

Формирование сигналов системной магистрали и прием сигналов состояния от составляющих МПС частей. Типичный задатчик - МП. Типичный исполнитель - модуль памяти.

Функции интерфейса модуля памяти:

1. Селектирование адреса, выставленного ЦП на системную магистраль, т.е. выявление “своего” адреса.

2. Выполнение команд “запись” или “чтение” ,инициируемых ЦП. ЦП не обязан иметь сигналы для обращения к конкретному типу схемы памяти.

3. Буферирование записываемых и считываемых данных.

Функции интерфейса подсистемы внешней памяти:

1. Селектирование адреса.

2. Прием и хранение инструкции ввода - вывода, поступающей от ЦП.

3. Хранение и передача в ЦП слова состояния устройства ввода - вывода.

4. Буферирование принимаемых и выдаваемых данных.

Шинная структура

Если набор сигналов и проводников, по которым они передаются, велик, то сигналы и проводники делятся на группы (шины). Выделяют 3 шины:

1. шина адреса

2. шина данных

3. шина управления

На шину адреса задатчик выставляет адрес элемента-исполнителя. Разрядность адреса называют шириной шины. ISA - 24 разряда. Шина адреса двунаправленная, анализ адреса МП осуществляется для поддержания соответствия содержимого КЭШа и отображаемого им участка памяти (имеется в виду внутренний КЭШ). Двунаправленность шины адреса требует возможности установки третьего состояния схем, формирующих адрес.

На шину данных выставляются двоичные слова, поступающие в исполнитель при записи и считываемые из него при чтении. На шину данных поступают:

• обрабатываемые данные

• команды

• тип (номер) внешнего прерывания

Шина данных двунаправленная, т.е. схемы, формирующие данные должны устанавливаться в третье состояние.

На шину управления устанавливаются сигналы управления обменом и сигналы состояния исполнителей. Шина управления не является ни однонаправленной, ни двунаправленной.

Типы обмена по системной магистрали.

По системной магистрали возможны три типа обмена:

• МП - Память

• МП - УВВ

• Память - УВВ прямой доступ к памяти

Способы обмена МП – УВВ (прямой доступ)

1. Обмен по аналогии с обращением к ячейке памяти.

Все адресное пространство делится на две части: первая часть отводится под память, вторая часть под адресуемые элементы УВВ. Адресуемый элемент УВВ будем называть портом.

Адрессное пространство:

Сигналы: A, WR, RD

Задатчик выставляет адрес и тип операции.

(+) упрощение системы управления

(-) ограничение размера подключаемой памяти

2. Изолированный ввод - вывод.

В этом случае есть два изолированных адресных пространства:

С игналы: A, MEMRD, IOR MEMWR, IOW

В этом случае требуются дополнительные сигналы в шине управления, определяющие тип обращения - память или порт. Все адресное пространство МП может использоваться для подключения памяти.