Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Шпоры к государственному экзамену. / шпоры - организация эвм

.doc
Скачиваний:
23
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
481.28 Кб
Скачать

27. Параллельно программируемый интерфейс (ППИ), подключение ВУ (организация м/о) с помощью ППИ

Микросхема КР580ВВ55. ППИ предн. для подкл. периферийных устройств к СМ. Все 4 канала независимы друг от друга и могут использ. как на ввод так и на вывод инфы. Порт- совокупность регистра и ШФ. РУС –регистр управляющего слова.

ШДА

ШД→В

ШД→С

ШД→РУС

CS

0

0

0

0

WRJO

0

0

0

0

RDJO

1

1

1

1

A0

0

1

0

1

A1

0

0

1

1

ШД→А

ШД→В

ШД→С

CS

0

0

0

WRJO

1

1

1

RDJO

0

0

0

A0

0

1

0

A1

0

0

1

ППИ может раб-ть в одном из 3 режимов. Режим задается в регистре управляющего слова (РУС).

РУС: D0-к С1 (0-ввод 1- вывод;) D1-к В (0-ввод 1- вывод;) D2- реж работы кВ и кС1

(0-реж “0”,1-реж “1”) D3-к С2 (0-ввод 1- вывод;) D4-к А (0-ввод 1- вывод;) D5D6-номер режима для кА и кС2 (00-“0”) (01-“1”)(1х-“2”) D7-1 признак РУС.

Режим “0” предн. для синхронных обменов инфой, каждый из каналов независимо друг от друга может передавать или принимать сигналы в зависимости от РУС. Режим “1” предн. для асинхронного обмена. В этом режиме данные передаются по каналам А и В, канал С исп-ся для формирования битов квитирования. Если в режиме 0 или 1 требуется поменять направление передачи инфы ППИ необходимо перепрогр-ть(тратится время). Для скоростного обмена инф-й исп-ся режим 2. В режиме 2 данные могут передаваться только по каналу А. Напр. передачи опред-ся сигналами RDJO, WRJO. Порт С используется для формирования битов квитирования. В любом из режимов возм-на побитная установка канала С. В этом случае обращение происходит по адресу упр слова А0А1=1 ат только в РУС старший бит=0 (D7=0).

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

D0-то что нужно записать D3D2D1-двоичный номер разр в кан С.

М/О ч/з ППИ:

По сбросу проц-ры программируют ППИ в режим 0 (или 1). Каналы С1 и С2 прогр-ся на передачу слов состояния(битов квитирования => асинхр способ обиена). Каналы А и В на ввод или вывод инфы, чтобы не изменять ПО для 2-х однотипных устройств в кабеле м/у ППИ делается перекоммутация канала А на В и наоборот, тогда сохр-ся направление передачи инф-ии.

Организация м/о n-машин ч/з ППИ:

Пр-р1 – ведущий, все остальные ведомые. По вкл-ю питания пр-р1 прогр-т ППИ в режим 0, к-лы В и С настраиваются на вывод, кА на ввод – вывод. Пр-р1 записывает в кВ адрес внешнего устройства (с помощью ППИ формируется новая СМ, отдельная для внешних устройств). Если Пр-р1 надо получить инфу от внешнего уст-ва, то пр-р1 записывает в кС бит RD*.

Комбинация адреса Дш1 и сигнал RD* открывает шинный формирователь N и инфа от регистра пр-ра N поступает в кА ППИ (в этом случае кА настроен на ввод).Пр-р N ч/з шинный формирователь может периодически считывать предназначенные для него инфу кА. Количество машин в этом случае ограничено загруженностью портов ППИ и длиной линии связи.

Обмен инфы последовательным кодом.

При передаче инфы на большие расстояния число линий связи ограничено(радиоканал, оптоволокно). В этом случае передача инфы идет в последовательном коде. При передаче инфы следует решить следующие задачи: 1)опр-ть сост. получ. инфы (выкл.,занят, свободен) 2)опр-ся направление передачи инфы 3)достоверность переданной инфы 4)преобр-ть парал.код в послед. и наоборот.

28.Однокристальные микро- ЭВМ (ОЭВМ), обобщенная архитектура, основные функциональные узлы (можно на примере MCS-51 или Atmega32).

Микроконтроллеры 4 разр. Их прямое назначение: 1)Калькуляторы 2)Пульты ДУ 3) ИК интерфейс.

Intel MCS51 Это контроллер клавиатуры, таймер видеомагнитофонов. 8051 n-МОП технология где 0 вид ПЗУ, 0-ПЗУ масочного изг с фиксированной прошивкой. 3-ПЗУ однопрограммируемое ПЗУ(8351) 7-ПЗУ сУльтрафиол стиранием(30-50раз) 9-Flash память (1000-10000 перепрогр).

8х31- где 31-внутреннего ПЗУ нет, есть возможность подкл внешн ПЗУ. 8хС51 где С – КМОП технология 20мА. Наиболее популярна МС89С51.

Контроллер имеет 4 || универсальных 8-разр порта, каждый из которых имеет альтернативную функцию. Кристалл гарвардского типа: память команд и данных раздельна. При обращении к данным использ Рг DTPR встроенное ОЗУ-128b ПЗУ-4kb. Имеется возм подкл внешнего ПЗУ 64kb и ОЗУ 64kb. Проц имеет 111 команд включая команды * и /.

Есть возможность побитной установки и обработки разрядов портов и флагов. В проце содерж 32 РОНа. Они делятся на 4 банка и карта адреса выглядит след образом: в спец Рг задается какой банк РОНов работает.

RS0-RS1 указывает на номер банка. 80Н-порт 0. equ-порт 0=80Н обращение к ячейке 80Н. 89Н ТМОD – установка режима таймера. Блок таймеров содержит 2 16-ти разр многофукц таймера (0-3 режима). ГТИ: 12MHz за 12 тактов 1 команда в режиме таймера. Контр прерыв и послед инткрф обр 5 разл прерываний (2 внешних, 2тиаймера и послед интерф). Посл интерф работает в полудуплексном реж-ме и поддерж стандарт протоколы обмена типа RS. Порт 0 исп-ся для ввода вывода байта(как обычный Рг +ШФ), в альтернативном реж-ме порт 0 обеспечивает формирование младшего байта адр и прием данных пр подкл внешн ОЗУ и ПЗУ. Порт 2 то же самое сто и порт 0 но при подкл внешн ОЗУ и ПЗУ формир старш байт адр. Порт 1 вв/выв 8 сигналов, альтернатив нет. Порт 3 каждый бит имеет альтернативную функцию. Dip40- 40 ножек. Альтернативные функции: TxD,RxD –сигнал послед-го интерфейса. T/C0,T/C1-сигналы таймера, сч-ка; RD,WR –чтение/запись при обращении к внеш. памяти данных или внеш. ОЗУ; INT0, INT1- прерыв. по внеш событиям; ALE-строб адреса, по сигналу ALE происходит защелкивание адреса (порта 0) во внешний Рг при обращении в внешн памяти прогр или данных. PSEN- сигнал чтения из внешн памяти прогр. DEMA- 0-блокировка внутр ПЗУ,работа в внешт ПЗУ, 1-наоборот.

ATmega 32:

8-разр RISC процессор с полным набором систмн команд (131 команда), включает операции * и /. Тактовая частота 16МГц, производительность 16млн опер. Опер умнож на число <1 -2 такта , остальные операции 1 такт.

Фирма совмещает 3 технологии на 1 кристалле:

Выполнен по КМОП технологии и целиком статический (частотаот 0-16МГц, в 0 почти не потребляет энергии). З2 кб флэш-память команд (структура Гарвардская). Флэш допусткает 10000 раз перепрошивку. 2кб-ОЗУ встроенное на кристалле, 32 РОНа.

2кб EEPROM – электрически стираемая и перепрограммируемая память(запись по байтам, допускает 100тыс циклов перепрограм-мирования, и служит как энергонезависимое ОЗУ (при при выкл питания хранит данные)). 10 разр встроенный АЦП (8 канальный). Встроенный аналоговый компаратор( сравнение напряжении япо уровню). 3 таймер-счетчика (2 8-ми разр,1 16-ти разр). 3 последовательных интерфейса UART, SPI, I2C. Встроенный 4 сторожевой таймер со встроенным внутр генератором. Часы реального времени. Встроенный контроллер прерываний. Все это нах-ся в корпусе DIP-40 (32 двунапр линии вв/выв с альтер-нативными функциями

МХ- мультиплексор. ЧРВ- часы реального времени. WDT- сторожевой таймер

к Пр- контроллер прерываний. T/C –таймер счетчик.(имеют 4 канала ЦАП постр по принципу широко-импульсной модуляции (PSW)). REF- внешнее опорное напряжение для АЦП.

Протокол обмена подкл ОЗУ/ПЗУ MCS-51:

Обращение к внешней памяти данных (ОЗУ)

В протоколе обмена нет сигнала RDY (сигнал готовности для особо тупых), тактов ожидания, режима ПДП.

Обращение к внешней памяти прогр. (ПЗУ)

Обращение к внешней ПЗУ идет в 2 раза быстрее. При обращении к внешн памяти команд. на ША (Р0 Р2) выставл РС и считывание инф промсходит в 2 раза быстрее чем обращение к ОЗУ.

Подкл к СМ.

29. Подключение модулей ДОЗУ к СМ. Способы регенерации

Прозр регенер- это такая регенерация о сущ которой на процессор не догадывается. (задержек нет). 2 MHz Т=500нс

Т.к. быстродействие памяти выше в данном случае быстр проц-ра (Тпрой=500нс)

(Время доступа к ДОЗУ 150-200нс), то за один период тактовой частоты проц быстрод микросх ДОЗУ позволяет провести цикл регенер.

Этот цикл удобно делать тогда когда на ШД нах-ся ССП (еще нет обращения к ДОЗУ). На быстрод процессора это не сказывается

Прозр регенер возможна когда ДОЗУ быстрее проц-ра. Регенер ДОЗУ с блокировкой сигнала готовности RDY- прим тогда когда бвстрод ДОЗУ < быстр проц. В этом случае цикл реген осущ не каждый цикл обр к памяти (как в прозр регенер), а один раз за несколько циклов бор (зависит от проц и времени хранения инф в ДОЗУ) обычно 1 цикл реген приходится на 64-128 циклов обр.

В цикле реген происх блокирование сигнала RDY на 1-2 такта чтобы успеть провести регенер.Это снижает производительность проц-ра на доли процента что приемлимо.

3 способ регенер ДОЗУ в режиме ПДП В эстом случае один раз за 8-16мс проц перев в режим ПДП и контроллер ДОЗУ осущ группу циклов регенер для всего модуля ДОЗУ.

30. Понятие интерфейса. Виды арбитража

Интерфейс – это совок-ть аппаратных, программных и конструктивных ср-в, предназначенных для обмена инф-цией м/д различными цифровыми устр-вами. Под физ-кой линией связи понимается электропроводник, оптоволокно. Совок-ть линей связей, объединенных по функц-ному назначению наз-ся шиной. В интерфейсе выделяют: 1)инф-ную магистраль (ША, ШД, Шсостояния) Различная информация на шинах мултиплексированна во времени, след-но исп-ся доп-ные идентифиц. сигналы. 2) ШУ инф-ной магистралью(сигналы идентификации, WR, RD, HLD, HLDA и др, Ш прерывания, Ш приоритетов (арбитража), спец-ные сигналы (биты четности)) Функции арбитража. 1)Временной арбитраж Обычно интерфейс строится по принципу «ведомый-ведущий». Ведущая машина берет на себя фукции упр СМ. ИБ каждого устр-ва имеет одинаковый счетчик, на вход к-рого подается один и тот же сигнал тактовой частоты. По RESET (системному сбросу) все счетчики сбрасываются в 0, что обозначает, что в каждый мом-т времени находится один код. Пусть счетчик 10 разрядный. 1-й машине предоставляется СМ, если код в счетчике от 0-100 и т.д. время предоставления СМ определяется важностью и объемом передаваемой информации.

ДШ с выхода каждого счетчика подключает ИБ к СМ лишь в случае нахождения кода в данных пределах. +)Простота и небольш апп затраты.

-) Нерациональн использ СМ.

2) Способ адресного сканирования

+): аппаратные затраты минимальны, контроллер простой. -_: устройство с низким приоритетом редко получают доступ к СМ, поэтому реально не делают больше 20 устройств

4) Способ радиальной селекции (арбитража)

Контроллер интеллектуальный, приоритеты гибкие, время доступа определено.

Машина N выставляет запросы контроллера СМ. Получив запрос, контроллер начинает опрашивать по фиксированным адресам в порядке убывания приоритетов интерфейсные блоки машин, подключенных к СМ. При нахождении машины, выставившей запрос, контроллер формирует сигнал busy и предоставляет СМ этой машине.

+) рациональная загруженность СМ

-) интеллект. Контроллер . К-р можно перепрограммировать.

СМ освобождается при снятии запроса.

3) Цепочный арбитраж

Машина, которой необходима СМ выставляет сигнал запроса, контроллер формирует строб, который последовательно проходит через интерфейсные блоки всех машин, начиная с машины с высшим приоритетом. Если машина запрос не выставляла, интерфейсный блок пропускает его дальше и т.д. Если машина запрос выставила, интерфейсный блок блокирует дальнейшее прохождение стоба и выставляет сигнал busy.