С

Общая шина

МП

ОП

К

ПУ

…

К

ПУ

…

ПУ

Контроллер

ПДП

ПУ

…

Контроллер

ПДП

ПУ

ПУ

…

труктура с одним общим интерфейсом предполагает наличие общей шины (магистрали), к которой подсоединяются все модули, в совокупности образующие МПС: (МП), основная (оперативная) память и периферийные устройства.

Периферийные устройства (ПУ) подсоединяются к общей шине с помощью блоков управления (контроллеров).

Контроллеры (К) осуществляют согласование форматов данных, используемых в ПУ, с форматом, принятым для передачи по общей шине.

Контроллеры ПДП обеспечивают возможность подключения ПУ с поблочной передачей данных (ЗУ на дисках, лентах и некоторые другие ПУ).

Обмен информацией между МП, памятью и ПУ осуществляется по единому правилу: 1) информация передаётся словами; 2) все передачи осуществляются по методу квитирования; 3) в каждый данный момент времени обмен данными может происходить только между одной парой модулей.

Взаимодействие двух устройств по общей шине основано на принципе "ведущий-ведомый" (master-slave). Ведущий управляет общей шиной, а ведомый выполняет операцию в соответствии с указаниями ведущего.

В зависимости от операции одно и то же устройство может быть как ведущим, так и ведомым. Исключение составляет основная (оперативная) память, которая может быть только ведомым устройством.

Каждое из устройств, которое может стать ведущим, имеет присвоенный ему приоритет.

Устройство с более высоким приоритетом берёт на себя функции ведущего после освобождения общей шины микропроцессором.

Выбор ведущего осуществляется схемой приоритета, находящейся в МП.

Принцип "ведущий-ведомый" позволяет организовать на общей шине автономный обмен (без участия МП) между двумя ПУ, например магнитным диском и ОП.

Общая шина (ОШ) представляет собой унифицированную систему связей и сигналов между процессором и ПУ: (рис. на следующей странице).

По шине адреса передаются адреса ячеек ОП и периферийных устройств, а по шине данных – коды данных, команд и состояний устройств.

Шины адреса и данных образуют информационную магистраль (информационную шину).

Магистраль (шину) управления образуют следующие шины.

Шина управления обменом информации включает в себя от одной до трёх линий синхронизации передачи информации.

Шина передачи управления выполняет операции приоритетного занятия

Регистр адреса

ОШ

Шина адреса

Цепи данных

Схемы синхро- низации и упр.

Схема прерывания и упр. приоритетом

МП

ОП

Интерфейс пу

ПУ

Предоставление прерывания

Шина данных

Шина уп-равления

информационной магистрали. Эта шина необходима при наличии в системе нескольких устройств, способных быть инициаторами обмена информацией.

Шина прерывания идентифицирует устройство, запрашивающее сеанс обмена информацией. Идентификация состоит в определении контроллером адреса источника прерывания.

Шина специальных управляющих сигналов включает в себя линии питания, тактирующих импульсов, сигналов общего сброса и т.п.

Общий интерфейс не полностью освобождает МП от управления операциями ввода-вывода. Более того, во время операции обмена данными между ПУ и ОП интерфейс оказывается занятым, а связь МП с ОП – блокированной.

Однако общий интерфейс обеспечивает простоту реализации системы ввода-вывода и гибкость при построении различных конфигураций МПС.

По этой причине интерфейс с общей шиной нашёл широкое применение в процессорах, однокристальных МП, а также малых и микроЭВМ.

Наиболее полной, но требующей значительных аппаратурных затрат, является структура с множеством интерфейсов и каналами ввода-вывода (рис. на следующей странице).

Такая структура характерна для универсальных ЭВМ.

Управление вводом-выводом осуществляется программно-управляемы-ми процессорами ввода-вывода, иначе называемых каналами ввода-вывода.

Каналы ввода-вывода призваны обеспечить прямой доступ к памяти, а потому выполняют функции, аналогичные функциям контроллера ПДП.

При этом каналы осуществляют буферизацию и преобразование форматов передаваемых данных для согласования работы ОП и ПУ.

ОП

ОП

ОП

…

Интерфейс основной памяти

МП

Интерфейс процессор-каналы