6.3. Четыре способа организации обмена информацией между ву и магистралью.
Различают несколько способов обмена между ВУ и магистралью:
Программно управляемый обмен;
Обмен по прерыванию, с опросом регистра готовности;
Обмен с прерыванием, по адресу подпрограммы обслуживания;
Обмен с прямым доступом к памяти (ПДП).
Каждый из этих элементов реализуется своей схемой контроллера.
6.3.1. Программно управляемый обмен.
Обмен осуществляется только по инициативе ЦП. При наличии в системе нескольких ВУ, их сигналы готовности/сброса объединяются в регистры с общим адресом: RGсостояния иRGуправления. Первый используется только для чтения, а второй - для записи.
Блок-схема программы работы:
Периодичность опроса RGсостояний, так же как и порядок опроса ВУ, задается программно.
Старшие разряды шины адреса используются для подключения адресного селектора, а младшие - для выбора одного из регистров контроллера.
Схема контроллера:
Обмен байтом данных между ВУ и ЦП осуществляется за несколько шагов:
На шину адреса выставляется адрес регистра состояний и подается сигнал чтения;
Программно проверяется готовность всех подключенных ВУ;
Если регистр состояний не содержит ни одной «1», т.е. нет готовых ВУ, то производится возврат к основной программе;
Если ГТi=1, то выполняется подпрограмма обслуживанияi-го ВУ (прием или выдача байта);
Устанавливается адрес регистра управления и формируется байт данных в котором i-й разряд равен «0». Устанавливается адрес регистра управления и формируется байт данных в которомi-й разряд равен «1». Таким образом формируется импульс сброса готовностиi-го ВУ.
Достоинство - простота.
Недостаток - большие затраты времени на периодический опрос регистра готовности.
6.3.2. Обмен по прерыванию с опросом.
Реализация этого режима обмена осуществляется с использованием сигналов INTиINTA, что позволяет начать обмен по инициативе ВУ.
Если ВУ готово к обмену оно выставляет сигнал ГТ=INT=1.
Если в системе используется несколько ВУ, то INT=ГТ1ГТ2...ГТk.
Выбор подпрограммы обслуживания производится программно после считывания RGсостояний. Первой командой п/п обслуживания обычно используется «Запрет прерываний», а последней - «Разрешение прерываний».
Блок-схема программы работы:
По сигналу INTпроцессор запоминает параметры передаваемой программы и приступает по сигналуINTAк выполнению п/п обслуживания.
Сигнал INTне воспринимается ЦП при работе в режиме ПДП (HOLDA=1), «Ожидание» илиINTA=1.
Сигнал INTA- формируется внутренним триггером, состояние которого можно устанавливать с помощью команд «Запрет прерывания», «Разрешение прерывания». ПриINTA=0 сигналыINTне воспринимаются.
Схема контроллера:
Этот режим обмена позволяет сократить время затрачиваемое на излишние циклы опроса RGсостояний программой. В схеме используются регистры с третьим состоянием (отключен).
6.3.3. Обмен с прерыванием по адресу.
При организации обмена в таком режиме, приоритет обслуживания ВУ реализуется аппаратно, с помощью специального контроллера приоритетных прерываний. Готовности всех подключенных ВУ также направляются в регистр состояний, но его опрос не производится. Регистр состояний (запросов) используется для задания порядка обслуживания ВУ.
Блок-схема программы обмена:
Т.к. контроллер прерываний и ВУ не имеют доступа к шине адреса, то в микропроцессорных наборах используют следующий прием: адрес подпрограммы обслуживания формируется контроллером прерываний и подается на шину данных, откуда перенаправляется ЦП на шину адреса, по команде RSTилиCALL.
Т.к. шины адреса и данных имеют разную разрядность, то для формирования полного адреса подпрограммы обслуживания, поступают одним из двух способов:
используют только младший байт адреса, а старший фиксируется (команда RST);
используют команду CALL, по которой за два шага черезDBна ЦП передается два байта адреса.
В этой схеме контроллера приоритетных прерываний (КПП) по сигналу INTAформируют на выходе одно или двухбайтный адрес п/п обслуживания ВУ с высшим приоритетом.
Использование команды RST.
КПП КР589ИК14 формирует команды RST-7. Приоритеты подключенных ВУ фиксированы. Чем больше номер - тем выше приоритет.
-
команда\DB
7
6
5
4
3
2
1
0
RST0
1
1
1
0
0
0
1
1
RST1
1
1
1
0
0
1
1
1
RST2
1
1
1
0
1
0
1
1
RST3
1
1
1
0
1
1
1
1
RST4
1
1
1
1
0
0
1
1
RST5
1
1
1
1
0
1
1
1
RST6
1
1
1
1
1
0
1
1
RST7
1
1
1
1
1
1
1
1
Старшие разряды АBА7-А15 имеют единичное значение. Начальные адреса п/п обслуживания ВУ располагаются в фиксированных ячейках памяти с интервалом в 4 байта. Если для п/п требуется больше адресов, то используют команду безусловного перехода.
Схема включения КПП с внешним RG.
Использовании команды CALL.
КПП КР580ВН59 может быть запрограммирован на работу в следующих режимах:
Режим опроса регистра состояний.
Режим фиксированных приоритетов.
Режим циклических приоритетов (обслуженному ВУ назначается низший приоритет).
Режим маскирования запросов от ВУ.
В отличие от КР589ИК14, КПП КР580ВН59 позволяет формировать адрес подпрограммы обслуживания в любой области памяти.
Команда CALLвыполняется за 3 шага, в соответствии с временной диаграммой:
На функциональной схемах КПП изображают следующим образом:
Структура КПП.
Состав КПП:
Буферная схема данных с тремя состояниями.
Схема управления.
Регистр запросов, хранит поступившие запросы Гт0-Гт7.
Регистр обслуживания запросов, хранит адрес п/п с высшим приоритетом.
Регистр маски.
Регистр состояний.
Программирование КПП производится с помощью двух типов команд:
Команды инициализации (ICW).
Рабочие команды (OCW).
Команды ICW.
Команды инициализации ICW1 иICW2 используются для указания адреса подпрограммы обслуживания.
Формат команд:
ICW=1 A=0
7
6
5
4
3
2
1
0
A7
A6
A5
1
X
X
младшие разряды адреса
интервал 4,8 байт
один ли КПП
ICW=1 A=0
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
A7 |
|
|
|
|
|
|
А8 |
|
старший байт адреса | |||||||
После ICW2 КПП будет работать в режиме фиксированных приоритетов какRSTпри формировании младших байтов адреса.
Команды OCW.
Данные команды используются для программирования КПП на работу в других режимах. Эти команды можно подавать в любое время после ICW.
Режим маскирования запросов OCW1.
Формат команды:
OCW1 A0=1
|
M7 |
M6 |
M5 |
|
|
|
|
M0 |
Используется для маскирования соответствующих разрядов готовности.
Режим кругового (циклического или перемещаемого) приоритета задается командой OCW2. После завершения п/п обслуживания ВУiс максимальным приоритетом, ему назначается самый низший (обслуженный встает в конец очереди).
Формат команды:
OCW1 A0=0
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 | ||
|
|
|
|
Х |
X |
L2 |
L1 |
L0 | ||
|
цикли-ческий приори-тет |
исполь-зуются ли поля L0-L2 |
сбро-сить бит ГТi |
|
|
номер входа ГТi | ||||
Варианты использования OCW2
|
|
Шина данных |
| |||||||
|
OCW2 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Содержание |
|
Неадресуемый конец прерывания |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сбросить бит готовности с максимальным приоритетом |
|
Адресуемый конец прерывания |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
L2 |
L1 |
L0 |
Сбросить бит готовности ВУ с номером L2,L1,L0 |
|
Установка приоритетов |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
L2 |
L1 |
L0 |
Назначить ВУ с номером L2,L1,L0 низший приоритет |
|
Неадресуемый автоцикл |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сбросить бит готовности ВУ с максимальным приоритетом и назначить ему низший приоритет |
|
Адресуемый автоцикл |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
L2 |
L1 |
L0 |
Сбросить бит готовности ВУ с номером L2,L1,L0 и назначить ему низший приоритет |
Режим считываемых прерываний, а так же сброс и установка маскирования задаются командой OCW3. Установка режима инициируется записью в разрядD2 единицы. После приемаOCW3 БИС не воспринимает сигнал подтверждение прерываний (INTA).
Формат команды:
OCW1 A0=1
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 | ||
|
Х |
|
|
Х |
X |
1 |
|
| ||
|
|
10 - маску сбросить 11 - маску установить |
|
|
|
считать регистр 10 - запросов 11 - обслуживания запросов | ||||
После OCW3 должна следовать команда чтения регистров.
Формат регистра обслуживания запросов:
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 | |||
|
|
Х |
Х |
Х |
X |
|
|
| |||
|
наличие сигнала ГТi |
|
|
|
|
номер ВУ с максимальным приоритетом | |||||