4. Интерфейс и41

4.1. Назначение, принцип действия и характеристика интерфейса

Интерфейс И41 предназначен для построения сосредоточенных модульных многопроцессорных систем обработки данных и микропроцессорных комплексов. Интерфейс обеспечивает следующие режимы обмена: программный обмен данными одного или нескольких процессоров с памятью и устройствами ввода-вывода, обмен в режиме прерывания программы и прямого доступа к памяти.

Интерфейс использует два независимых адресных пространства памяти и устройств ввода/вывода. Адресное пространство памяти при прямой адресации по 24-разрядной шине составляет 16 Мбайт. Адресное пространство устройств ввода/вывода составляет 64 Кбайта. Для адресации устройств используются младшие 16 разрядов шины адреса. Обмен информацией возможен байтами и 16-разрядными словами.

Интерфейс построен по асинхронному принципу задатчик - исполнитель. Задатчик (активное устройство) управляет обменом по магистрали, а исполнитель (пассивное устройство) при распознавании своего адреса принимает или передаёт данные. Возможно объединение нескольких задатчиков в многопроцессорные структуры с последовательным или параллельным арбитражем.

Состав и назначение сигналов интерфейса. Сигналы интерфейса приведены в табл. 4.1. В обозначении сигналов символ "/" определяет низкий активный уровень; отсутствие символа "/" перед обозначением сигнала - активный уровень высокий. В соответствии с выполняемыми функциями сигналы можно разделить на несколько групп, приведённых ниже.

Сигналы управления:

/CCLK - сигнал постоянной синхронизации задатчиков и исполнителей, вырабатываемый одним из задатчиков.

/BCLK - сигнал синхронизации логических схем арбитража в многопроцессорных структурах, вырабатываемый одним из задатчиков.

/MWTC - сигнал записи информации в память.

/IOWC - сигнал вывода информации в устройство ввода/вывода.

Активный уровень сигналов /MWTC и /IOWC указывает, что на шину данных выдана информация.

/MRDC - сигнал чтения информации из памяти.

/IORC - сигнал ввода информации из устройств ввода/вывода.

Активный уровень сигналов /MRDC и /IORC указывает исполнителю, что задатчик готов принимать информацию. Переход команд из активного в неактивное состояние указывает, что задатчик принял данные от исполнителя.

/XACK - сигнал подтверждения передачи вырабатывается исполнителями в ответ на сигналы управления чтением/записью и указывает задатчику, что передача данных завершена. Если задатчик адресует несуществующий или неработающий модуль памяти или устройство ввода/вывода, он не получит подтверждения. Чтобы исключить такую вероятность, задатчик может реализовать функцию прерывания по таймеру, которая заканчивает цикл магистрали по истечению заданного времени, в случае, если не получен сигнал /XACK .

/INIT - сигнал начальной установки предназначен для установки всей системы в некоторое известное исходное состояние. Обычно этот сигнал вырабатывается до начала всяких операций в системе. /INIT может вырабатываться одним из задатчиков, всеми задатчиками или внеш­ним источником (например, клавишей сброс на пульте управления).

/LOCK - сигнал блокировки формируется задатчиком, управ­ляющим магистралью, чтобы указать на то, что доступ других задатчиков к магистрали заблокирован.

Сигналы шины адреса и запрета:

/ADR0 - /ADR17 указывают адрес ячейки памяти или устройства ввода/вывода. Данные сигналы допускают адресацию максимально 16 Мбайт (16777216 байт) памяти. При адресации устройств ввода/вывода используется максимально 16 адресных линий, что допускает адресацию максимально 64 К элементов устройств.

/BHEN - сигнал разрешения выдачи старшего байта (разряды DAT8-DAT15) 16-разрядного слова на магистраль в системах, содержащих 16-раз­рядные модули памяти.

/INH1 и /INH2 - сигналы запрета могут вырабатываться при операциях чтения памяти или записи в память (/MRDC или /MWTC). Эти сигналы выра­батываются запрещающим исполнителем, чтобы предотвратить работу запрещаемого исполни­теля на магистрали во время операции чтения из памяти или записи в память.

Сигналы шины данных. /DATF - /DAT0- 16 двунаправленных линий, которые используются для передачи и приёма информации при обмене с памятью или устройствами ввода/вывода. /DATF является старшим разрядом, /DAT0 -младшим. В 8-разрядных системах используются только /DAT7-/DAT0.

Сигналы прерывания. Запрос прерывания производится выдачей одного из 8 сигналов запроса прерывания /INT7-/INT0. /INT0 имеет наивысший приоритет, /INT7-низший. Сигнал подтверждения прерывания /INTA выдается задатчиком в ответ на запрос прерывания. Этот сигнал используется для фиксации состояния запросов прерывания и для выдачи адреса вектора прерывания.

Сигналы смены задатчика

/BREQ - сигнал запроса магистрали выдается задатчиком в схему арбитража и указывает, что задатчик требует управления магистралью. Линия сигнала /BREQ является индивидуальной для каждого задатчика.

/BPRN - входной сигнал приоритетного разрешения указывает задатчику, что в данный момент ни один из задатчиков с более высоким приоритетом не запрашивает магистрали.

/BPRO - выходной сигнал приоритетного разрешения доступа к магистрали используется в последовательной схеме арбитража. При этом /BPRO одного задатчика подается на вход /BPRN следующего задатчика, имеющего более низкий приоритет. Активный сигнал /BPRO указывает на то, что задатчики более высокого приоритета не запрашивают управления магистралью.

/BUSY - сигнал занятости магистрали выдается задатчиком, захватившим управление магистралью, и указывает, что магистраль занята. Наличие сигнала на магистрали запрещает другим задатчикам захватывать магистраль.

Таблица 4.1

Обозначение сигнала	Наименование сигнала (русское)	Наименование сигнала (английское)
	Сигналы управления
/CCLK	Постоянная синхронизация	Constant Clock
/BCLK	Синхронизация магистрали	Bus Clock
/MWTC	Запись в память	Memory Write Command
/MRDC	Чтение из памяти	Memory Read Command
/IOWC	Запись в порт ввода-вывода	Input/Output Write Command
/IORC	Чтение из порта ввода-вывода	Input/Output Read Command
/XACK	Подтверждение передачи	Transfer Acknowledge
/INIT	Начальная установка	Initialize
/LOCK	Блокировка	Lock
	Сигналы адреса и запрета
/ADR0 - /ADR17	Адрес	Adress
/BHEN	Разрешение старшего байта	Byte High Enable
/INH1, /INH2	Запрет	Inhibit
	Сигналы данных
/DAT0 - /DATF	Данные	Data
	Сигналы прерывания
/INT0 - /INT7	Прерывание	Interrupt
/INTA	Подтверждение прерывания	Interrupt Acknowledge
	Сигналы смены задатчика
/BREQ	Запрос магистрали	Bus Reguest
/BPRN	Входной сигнал приоритетного разрешения доступа к магист­рали	Bus Priority In
/BPRO	Выходной сигнал приоритет­ного разрешения доступа к магистрали	Bus Priority Out
/BUSY	Занятость магистрали	Bus Busy
/CBRQ	Общий запрос магистрали	Common Bus Reguest
	Прочие сигналы
ACLO	Снижение напряжения сети	Alternating current low
/PFIN	Прерывание по неисправности электропитания	Power Fail Interrupt
/PFSN	Неисправность электропитания	Power Fail Sense
/PFSR	Сброс сигнала неисправности электропитания	Power Fail Sense Reset
/PAR	Паритет	Parity
/WAIT	Ожидание	Wait
/AUXRESET	Вспомогательный сброс	Auxiliary Reset
/MPRO	Защита памяти	Memory Protect
GND	Земля	Ground
/HALT	Останов	Halt

/CBRQ - сигнал общего запроса магистрали указывает задатчику, в данный момент управляющему магистралью, требуется ли какому-нибудь другому задатчику получить управление магистралью.