andrey

Путь к Файлу: /Организация ЭВМ / [Интерфейсы] / Интерфейсы DEC.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   13.01.2015
Размер:   200.5 КБ
СКАЧАТЬ

 

Министерство образования Российской Федерации

 

Хабаровский государственный технический университет

 

 

 

 

 

Интерфейсы фирмы DEC

 

 

 

 

 

 

Методическое пособие к изучению курса

“Организация ЭВМ и систем”

для студентов специальности 220100

“Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хабаровск

2000

Создание современных средств вычислительной техники связано с задачей об"единения в единый комплекс различных блоков эвм, устройств хранения и отображения информации, измерительных приборов, устройств для связи с об"ектом, аппаратуры передачи данных и непосредственно эвм.

Эта задача возлагается на унифицированные системы сопряжения - интерфейсы. Термин "интерфейс" обычно трактуется как синоним слова "соряжение". В одних случаях под интерфейсом понимают программные средства, обеспечивающие взаимодействие программ операционной системы, в других-

- устройства сопряжения, обеспечивающие взаимосвязь между составными функциональными блоками или устройствами системы.

Согласно гост 15921-74 под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных  на  обеспечение  совместимости указанных элементов.

Системные интерфейсы мини -  и  микроэвм типа "электроника"

Системные интерфейсы мини- и микроэвм типа "электроника" представляют совокупность совместных и частично совместных магистралей, предназначенных для рационального построения мини- и микроэвм. Наиболее широко в отечественных разработках применяются интерфейсы типа UNIBUS (ош нм мпк по вт34-80) и Q-BUS (мпш ост 11.305.903-80). В таблице 1 представлены основные параметры интерфейсов эвм типа "электроника".

 

Основные параметры интерфейсов ЭВМ                    таблица 1

характеристики                !  МиниЭВМ  ! МикроЭВМ !Проф. ЭВМ

интерфейса                    !  UNIBUS   !  Q - BUS !  C - BUS

Число линий                   !  56 - 60  !  34 - 64 !      46

Разрядность данных, бит      !      16    !   16 (M) !   16 (M)

Разрядность адреса, бит       !  18 - 22  !  16 - 22 !      22

Число линий управления        !     22    !     16    !     24

Число уровней приоритета         !     5     !   2 - 5  !   3

Число подключаемых устройств  !   До 18   !   До 15  !    До 8

Длина магистрали, м           !    20      !   1           !     0,5

Время цикла, мкс            !    0,4      !     0,5   !     0,5

 

где (M) - указывает на то, что линии адреса и данных являются совмещенными (мультиплексируемые), т.е. по одним и тем же линиям передается как и адрес, так и данные, разнесенные по времени.

Совмещение информационных магистралей озу и устройств ввода - вывода позволило максимально унифицировать внутренние связи эвм, а также внесло качественно новые особенности в архитектуру эвм и расширило схемотехнические возможности использования эвм. Широкое внедрение интерфейса объясняется рядом следующих особенностей, принципиально отличающих его организацию от организации традиционных интерфейсов минии микро эвм первого поколения.

Общая система адресации устройств ввода - вывода ( увв ) и озу теоретически позволяет подключить практически неограниченное число увв, а также обрабатывать содержимое регистров увв с помощью адресных команд обращения к памяти, что исключает необходимость специальных командах ввода - вывода.

Общая система синхронизации асинхронного типа и возможность адресации со стороны увв позволяет подключать к процессору модули озу, увв различного быстродействия и производить обмен между озу и увв по каналу прямого доступа, совмещая при этом выполнение операций в процессоре.

Режим прямого доступа к памяти обеспечивается контроллерами увв со встроенным каналом прямого доступа, при этом не исключается возможность децентрализованного обмена информацией между двумя увв, т.е. Без вмешательства центрального процессора.

Реализация системы шин на основе приемопередающих элементов с открытым коллектором и кабельных соединений (в пределах 20 метров) частично решает проблему расстояния и позволяет создать двух- и многомашинные вычислительные системы (вс), вс, имеющие широкие функциональные возможности по резервированию эвм и коллективному использованию несколькими процессорами наиболее дорогостоящих периферийных устройств.

Однако данным системным интерфейсом свойственны следующие недостатки: необходимость динамического перераспределения информационной магистрали между процессором и увв по принципу "задатчик-исполнитель" увеличивает общее время установления связи, поэтому время реакции на прерывание несколько увеличивается; увеличение длины и унификация связей интерфейса снижают надежность эвм в целом, т.к. Любое короткое замыкание или обрыв одной из линий вызывает отказ всей системы; более сложна техническая реализация интерфейсных модулей.

1. Канал обмена информацией

системный интерфейс для эвм типа "электроника" имеет модульный принцип построения, т.е. Все функциональные блоки эвм выполнены в виде конструктивно законченных устройств (модулей), связь между которыми осуществляется через единый канал обмена информацией. Таким образом, эвм представляет собой систему модулей, объединенных каналом. Пользователю предоставляется возможность самому определить необходимую конфигурацию в зависимости от конкретного применения эвм.

Поскольку связь между отдельными элементами системы, включая центральный процессор (цп), осуществляется через канал одинаково, внешние устройства так же легко доступны для цп, как и оперативная память, и поэтому команды, используемые процессором при обработке данных в ячейках памяти, применимы при обработке содержимого регистров периферийных устройств. В силу этого не требуются специальные команды ввода-вывода.

Канал обмена информацией является простой, быстродействующей системой связи, соединяющей цп, память и все внешние устройства.

все модули, подключенные к каналу эвм, используют одни и те же канальные связи. Канал эвм содержит до 60 линии связи, из которых большинство линий являются двунаправленными. Это означает, что по одним и тем же линиям информация может как приниматься, так и передаваться относительно одного и того же устройства, т.е одни и те же линии могут использоваться как при записи данных в регистры внешних устройств, так и при считывании содержимого последних процессором или другим внешним устройством; один и тот же регистр может по отношению к каналу выполнять функции как приемника, TAK и источника данных.

Связь между двумя устройствами, подключенными к каналу, осуществляется по принципу "управляющий - управляемый" (активный - пассивный). В любой момент времени только одно устройство является активным. Активное устройство управляет циклами обращения к каналу, удовлетворяет, если это необходимо, требования прерывания от внешних устройств, контролирует предоставление прямого доступа к памяти. Пассивное устройство (управляемое) является только исполнительным устройством. Оно может принимать или передавать информацию только под управлением активного устройства. Типичным примером таких отношений является центральный процессор (цп), как активное устройство, выбирающий команду из памяти. Другим примером может служить устройство, работающее в режиме прямого доступа к памяти (устройство пдп).

Поскольку канал используется как процессором, так и всеми подключенными к нему внешними устройствами, то для того, чтобы определить кому в данный момент передать управление, используется система приоритетов. Каждое устройство, способное управлять каналом, подключается к определенному приоритетному уровню. Когда два или более таких устройств одновременно требуют использование канала, первым управлением каналом получает то устройство, приоритетный уровень которого выше. По отношению к каналу процессор так же рассматривается как внешнее устройство, но с изменяемым приоритетом, тогда как приоритеты остальных внешних устройств фиксированы. Уровень приоритета процессора задается с помощью трех разрядов регистра состояния процессора и может изменяться программно. Для ряда младших моделей микроэвм ("электроника 60", двк-1, двк-2, и т.п.) уровень приоритета зависит только от места расположения в канале, т.е. ЦП имеет наивысший приоритет, т.к. Он стоит самым первым.

Связь через канал замкнута, т.е. На управляющий сигнал, передаваемый активным устройством, должен поступить ответный сигнал от пассивного устройства. Поэтому процесс обмена между устройствами не зависит от длины канала и времени отклика пассивного устройства (в пределах 10 мкс). Такой метод обмена информацией называется асинхронным. Асинхронное выполнение операции передачи данных устраняет необходимость в тактовых импульсах. В результате этого обмен с каждым устройством может происходить с максимально возможным для данного устройства быстродействием.

Обмен между двумя устройствами может выполняться как 16-разрядными словами, так и байтами (8 разрядов).

Канал эвм обеспечивает три типа обмена данными - это программный обмен, обмен в режиме пдп и обмен в режиме прерывания программы.

Программный обмен данными - это передача данных по инициативе и под управлением программы. Обычно, перед началом обмена проверяется содержимое регистра состояния устройства, чтобы определить, готово ли оно к обмену данными. Обмен данными по инициативе внешнего устройства может выполняться при прямом доступе к памяти (режим пдп) и в режиме прерывания программы.

Обмен в режиме пдп является самым быстрым способом передачи данных между памятью и внешним устройством, и обычно выполняется между оперативным запоминающим устройством и внешними запоминающими запоминающими устройствами большой емкости (накопителем на магнитных дисках, магнитных лентах). Он не меняет состояния цп и поэтому может выполнять-

ся в промежутках между циклами обращения к каналу, проводимых цп.  При этом адресация и управление размерами передаваемого массива данных находятся под управлением устройства, получившего прямой доступ к памяти. Массивы данных в режиме пдп могут передаваться со скоростью, определяемой быстродействием памяти.

Обмен данных в режиме прерывания программы - это выполнение программы обслуживания по требованию внешнего устройства. ЦП при этом приостанавливает выполнение текущей программы, чтобы обслужить запрашивающее устройство. После завершения выполнения программы  обслуживания цп возобновляет выполнение прерванной программы с того места, где  она была прервана. Для обработки содержимого регистров данных и  регистров состояний устройств, способных вызвать прерывание программы, может быть использована вся система команд эвм. Следует отметить, что  требование прерывания программы в шине UNIBUS посылается в процессор только в том случае, если устройство уже получило управление каналом по запросу  на одном из уровней зк7...зк4. Запрос на уровне требования прямого доступа с целью прерывания программы использоваться не может.

Допустим, что внешнему устройству необходимо обслуживание и оно запрашивает канал на одном из уровней требования прерывания. При этом выполняются следующие операции по его обслуживанию:

а) если в результате сравнения приоритетных уровней принимается решение о неоходимости обслуживания запрашиваемого устройства, процессор передает канал этому устройству;

б) когда устройство получило разрешение на прерывание, оно посылает в процессор адрес ячейки памяти, содержащий пусковой адрес программы обслуживания данного устройства (этот адрес называется адресом вектора прерывания). В ячейке с адресом, следующим за указанным (адрес вектора +2), находится новое слово состояния процессора;

в) процессор записывает в стек текущее слово состояния и текущее содержимое счетчика команд. Ячейки, в которые производится запись, определяются указателем стека (R6);

г) новое содержимое счетчика команд и слово состояния процессора (вектор прерывания) выбирается из ячеек, указанных устройством, и начинается выполнение программы обслуживания этого устройства. Следует отметить, что эти операции выполняются автоматически и нет необходимости в программном определении, какое из устройств вызвало прерывание программы;

д) программа обслуживания устройства может вызвать возобновление выполнения прерванной программы с помощью выполнения команды возврата из прерывания RTI, по которой из стека выбираются два слова и засылаются в счетчик команд и регистр состояния процессора;

е) программа обслуживания устройства может в свою очередь быть прервана по запросу с более высоким приоритетом, чем приоритет процессора при выполнении этой программы в любое время;

ж) если такое прерывание происходит, текущее содержимое счетчика команд и регистра состояния процессора автоматически записывается в стек.

Когда устройство, способное управлять каналом, требует его использования, реакция на это требование зависит от положения этого устройства в структуре приоритета. Для того, чтобы определить приоритет запроса канала, следует принимать во внимание следующие факторы:

а) приоритет процессора устанавливается программно на один из восьми (для старших моделей) уровней, занесением соответствующего кода в 5, 6, 7 (для младших моделей только в

7) разряды регистра состояния процессора( PSW ). Содержимое этих разрядов соответствует уровню приоритета процессора, причем на уровне приоритета процессора и более низких уровнях обслуживания запросов от внешних устройств запрещается;

б) запросы канала от внешних устройств подаются по любой из пяти шин (для младших - 2 шины) запроса. Запрос непосредственного доступа к памяти имеет наивысший уровень приоритета и удовлетворяется процессором в промежутках между циклами обращения к каналу в процессе выполнения команды. Более низким является запрос канала на уровне 7, а самый низкий уровень приоритета имеет запрос канала на уровне 4. Запросы на чEтырех низших уровнях приоритета удовлетворяются процессором по окончании выполнения текущей команды;

в) когда к одной и той же шине запроса канала подключены несколько устройств, выше будет приоритет того из них, которое физически находится ближе к процессору. Близость расположения по отношению к процессору определяется порядком прохождения через устройство сигнала предоставления канала.

2. Согласование сигналов в канале

при одновременной передаче сигналов по линиям канала различия в длине шин канала, в быстродействии отдельных приемно-передающих элементов и в согласовании отдельных линий могут привести к их временному рассогласованию. Наихудшее время рассогласования сигналов равняется 75 нс. Кроме этого, необходимо компенсировать время дешифрации или записи передаваемой информации в пассивном устройстве, чтобы гарантировать правильный выбор устройства. Из этого следует, что активное устройство должно задерживать управляющие сигналы относительно сигналов Aдреса/данных на 150 нс:

75 нс для устранения рассогласования сигналов;

75 нс для дешифрации в устройстве.

Для обеспечения минимального искажения сигналов в канале все линии канала подключаются к согласующим резисторам, которые обеспечивают уровень "логического 0". На рис.3 показана схема согласующих делителей.

 

 

 

            +----> +5 Вольт                      +----> +5 вольт

            !                                               !

            ! !                                             ! !

            ! ! 330 Ом                               ! ! 180 Ом

            ! !                                             ! !

            !                                               !

            +----> Линия канала              +----> линия канала

            !                                               !

            ! !                                             ! !

            ! ! 680 Ом                               ! ! 390 Ом

            ! !                                             ! !

            !                                               !

            !                                               !

            +----> Общий                         +----> общий

250 ом-ное согласование         120 ом-ное согласование

            линии                                       линии

рис. 3. Схема согласующих делителей

3. Уровни сигналов канала

для всех сигналов, передаваемых по линиям канала (за исключением сигналов контроля питания) уровни "логической 1" и "логического 0" следующие:

            "логический 0" - от +2,0 до +3,4 в

            "логическая 1" - от 0 до +0,8 в

таким образом, "логический 0" в канале представлен высоким уровнем (пассивное состояние линии), а "логическая 1"- низким уровнем (активное состояние линии).

Чтобы облегчить определение, какой уровень для данного сигнала является активным, в обозначение всех сигналов во всех принципиальных схемах на отдельные устройства входят буквенные обозначения активных уровней. Буква "н" в конце наименования сигнала означает активный низкий уровень, буква "в"- активный высокий уровень. Например: "к ввод н" и "к постн в".

4. Сигналы системного интерфейса QBUS

4.1. Сигналы канала

для системного интерфейса QBUS шины адреса и данных мультиплексированы, т.е. Как адрес, так и данные (слова или байты) передаются по одним и тем же 16 линиям адреса/данных к да(00-15) н. Любой цикл обращения к каналу начинается с адресации пассивного устройства. После завершения адресной части цикла (400 нс) пассивное устройство выполняет цикл приема или передачи данных, которые выполняются асинхронно и требуют ответа от адресуемого устройства.

Функции синхронизации при передаче адреса и приеме/передаче данных выполняют сигналы управления каналом к сиа н, к байт н, к ввод н, к вывод н и к сип н.

Сигнал синхронизации активного устройства (к сиа н) вырабатывается активным устройством. Спад этого сигнала означает, что на линиях к да(00-15) н находится адрес. Сигнал к сиа н сохраняет активный уровень до окончания текущего цикла обращения к каналу.

Сигнал синхронизации пассивного устройства (к сип н) информирует активное устройство о том, что пассивное устройство приняло данные с линий к да(00-15) н или установило данные на этих линиях. Этот сигнал сигнал вырабатывается в ответ на сигналы к ввод н и к вывод н.

Сигнал  к ввод н  используется в двух случаях:

а) если он вырабатывается во время действия сигнала к сиа н, он означает ввод данных по отношению к активному устройству. Он вырабатывается, когда активное устройство готово принять данные от пассивного;

б) если он вырабатывается вместе с сигналом к ппр н (сигнал к сиа н - пассивный), это означает, что выполняется операция ввода адреса вектора при прерывании программы.

Сигнал к вывод н означает, что по отношению к активному устройству выполняется операция вывода, и на линиях к да (00-15) н находятся истинные данные. Пассивное устройство, отвечая на сигнал к вывод н, должно вырабатывать ответный сигнал к сип н, чтобы завершить операцию передачи данных.

Сигнал вывода байта (к байт н) используется в двух случаях:

а) он вырабатывается в адресной части цикла для указания, что далее следует операция вывода (вывод или вывод б), а не ввода;

б) он вырабатывается при передаче данных в цикле вывод б для указания, что выводится байт.

сигнал требования прерывания (K тпр н) вырабатывается пассивным устройством, если его триггеры требования прерывания и разрешения прерывания установлены. Этот сигнал информирует процессор о том, что устройство готово передавать или принять данные. Если приоритет процессора ниже приоритета устройства, то процессор разрешит прерывание, вырабатывая сигналы к ввод и к ппр н.

Входной сигнал предоставления прерывания (к ппр I н) и выходной сигнал предоставления прерывания (к ппр о н) вырабатывается следующим образом: в ответ на требование прерывания ( к тпр н) цп вырабатывает сигнал к ппр н, который является выходным для цп и входным для первого устройства в канале (электрически ближе расположенного к цп и, следовательно, имеющего более высокий приоритет); если это устройство не требовало прерывания (не вырабатывает сигнал к тпр н), то оно пропустит сигнал к ппр н к следующему устройству; при этом сигнал к ппр н будет уже выходным по отношению к первому устройству и входным по отношению ко второму и т.д.; устройство, которое требовало прерывание, запретит распространение этого сигнала; таким образом, линия сигнала канала к ппр н, последовательно проходя через все устройства, обеспечивает их поочередный опрос и, следовательно, различный приоритет обслуживания.

Процедура предоставления прямого доступа к памяти (пдп) выполняется под управлением трех сигналов: к тпд н, к ппд н и к пв н. Внешнее устройство вырабатывает сигнал требования прямого доступа к памяти (к тпд н), требуя передачи ему канала, и ожидает окончания текущего цикла обращения к каналу. После снятия сигнала к сиа н, цп вырабатывает сигнал к ппд н (сигнал предоставления прямого доступа к памяти), который последовательно проходит через все внешние устройства и предоставляет канал устройству с наивысшим приоритетом, запросившим прямой доступ к памяти (аналогично прохождению сигнала к ппр н). Устройство, запросившее канал, отвечает на сигнал к ппд н выработкой сигнала к пв н и снятием сигнала к тпд н. Сигнал к пв н вырабатывается устройством пдп в ответ на процессорный сигнал к ппд н и говорит о том, что устройство пдп может производить обмен данными, используя для этого стандартные циклы обращения к каналу.

Следует заметить, что если в эвм используется озу динамического типа, то устройство пдп не должно мешать регенерации озу (должно обмениваться одиночными словами), или оно должно брать функцию регенерации на себя.

Сигнал к прт н - требование прерывания по внешнему событию (таймеру). Когда он вырабатывается, процессор переходит на программу обслуживания через вектор с адресом 100 (восьмиричное). Обычно этот сигнал вырабатывается таймером, работающим от импульсов сетевого питания. Пользователь может использовать линию к прт н не только для прерывания от таймера. Если это необходимо, на эту линию может быть подключено любое устройство.

Сигнал выбора внешнего устройства (к ву н) вырабатывается активным устройством, когда в канал передается адрес, относящийся к странице ввода-вывода. Сигнал к ву н остается активным на время адресной части цикла обращения к каналу.

Сигнал к ргн н вырабатывается при регенерации памяти. Этот сигнал заставляет все блоки динамической памяти выполнять построчную регенерацию при каждой канальной операции к сиа н/к ввод н.

Сигнал к постн в (постоянная питания нормальная) вырабатывается источником питания, если постоянные напряжения питания достаточны для обеспечения надежной работы системы.

Сигнал к питн в (питание нормальное) вырабатывается источником питания, если сетевое напряжение питания нормальное. Если этот сигнал становится пассивным во время работы процессора, то он вызывает прерывание программы по нарушению питания.

Сигнал к сброс н вырабатывается процессором, чтобы выполнить начальную установку (сброс) всех устройств, подключенных к каналу. Этот сигнал вырабатывается при каждом включении питания по сигналу к постн в.

Сигнал к сброс н вырабатывается программно по команде RESET и при пуске программы (нажатия клавиши "G").

Канальным сигналом к ост н (останов) процессор переводится в режим связи с пультовым терминалом. При этом цп прекращает выполнение текущей программы и игнорирует все внешние запросы прерывания. В этом режиме процессор микропрограммно выполняет команды, подаваемые с пультового терминала, имеющего адрес 177560 (восьмерично).

4.2. Циклы обращения к каналу

для выполнения любой команды процессору требуется выполнить хотя бы одну операцию обращения каналу. Для некоторых команд требуется выполнить несколько операций. Первой такой операцией для всех команд является ввод данных из ячейки памяти, адрес которой определяется счетчиком команд (PC). Все операции обращения к каналу для ввода и вывода данных называются циклами обращения к каналу. Если для выполнения команды не требуется обращаться за операндами к памяти или к внешним устройствам, дополнительных циклов канала не требуется. Однако, если выполняется команда с обращением к памяти или устройствам, то в этом случае могут выполняться любые из следующих циклов:

            1) в в о д ;

            2) в в о д - п а у з а - в ы в о д ;

            3) в ы в о д ;

            4) в ы в о д  б .

В промежутках между циклами обращения к каналу цп может предоставлять канал устройству пдп. Требование прерывания может быть удовлетворено только перед выборкой команды (т.е. В промежутках между выполнением команд).

Следует отметить, что последовательность операций при выполнении обмена данными между цп и памятью аналогичны последовательности операций при выполнении обмена между цп и внешним устройством. Цикл в ы в о д (или в ы в о д б) аналогичен операции записи, а цикл в в о д - считыванию. Кроме того, цикл в в о д-п а у з а-в ы в о д включает ввод данных, выполнение арифметическо-логических операций и вывод результата операции без повторений передачи адреса, т.е. Результат записывается по адресу последнего выбранного операнда.

Цикл  в в о д :

направление передачи при выполнении операций обмена данными определяются по отношению к активному устройству. При выполнении цикла ввод данные передаются от пассивного устройства к активному.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Временная диаграмма выполнения цикла ввод представлена на рис. 4.

     ____  ____________  ____________  ____________  _____________

К да      * \/    1 адрес \/  **       \/ 2 данные   \/ 1  адрес

(00-15) ____/\____________/\____________/\____________/\_____________

        ________________                                   _____

к сиа н                 \_________________________________/     \

1    _______________________                    __________________

к ввод н                      \__________________/   

  1     ________________________________________      ______________

к сип н                                   \_____/

2                                  

        ____  ____________  _________________________________________

к ву н   ** \/            \/              **

1       ____/\____________/\_________________________________________

        ____  ____________  _________________________________________

к байт н ** \/            \/

1       ____/

            1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            ** - уровень сигнала не имеет значения

рис. 4. Временная диаграмма цикла ввод

порядок выполнения операций следующий:

- активное устройство в адресной части передает по линиям к да(00-15) адрес, а так же вырабатывает сигнал к ву н, если адрес находится в диапазоне строки ввода-вывода. Не менее чем через 150 нс после установки адреса активное устройство вырабатывает сигнал к сиа н, предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного устройства;

- пассивное устройство дешифрует адрес и запоминает его;

- активное устройство снимает адрес с линий к да (00-15) н, очищает линию к ву н и вырабатывает сигнал к ввод н, сигнализируя о том, что оно готово принять данные от пассивного устройства и ожидает поступление сигнала  к сип н;

- пассивное устройство помещает данные на линии к да (00-15) н и вырабатывает сигнал к сип н, сигнализирующий о том, что данные находятся в канале. Если сигнал к сип н не вырабатывается в течении 10 мкс после выработки сигнала к ввод н цп переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу с  адресом  вектора  4;

- активное устройство принимает сигнал к сип н, принимает данные, снимает сигнал к ввод н;

- пассивное устройство снимет сигнал к сип н, завершая операцию передачи данных;

- активное устройство снимает сигнал к сиа н по фронту сигнала к сип н, завершая тем самым канальный цикл ввод.

Следует отметить, что во время выполнения цикла ввод сигнал к байт н не вырабатываеся.

Цикл  в ы в о д :

при выполнении цикла вывод данные передаются от активного устройства к пассивному, например, происходит запись данных в память.

Временная диаграмма цикла вывод представлена на рис. 5.

       ____  ____________  _________________________  _____________

К да   * \/1 адрес     \/     1 данные        \/      1 адрес

(00-15)____/\____________/\_________________________/\_____________

      _____________                                   __________

к сиа н           \________________________________/      \__

1          

       ___________________________              ___________________

к вывод н                         \            /

1                                  \__________/

       ________________________________           _________________

к сип н                                \         /

2                                       \_______/

      ____  ____________  _________________________________________

к ву н ** \/            \/                **

1     ____/\____________/\_________________________________________

     ____                 ________________________  _______________

к байт н**\/             /                        \/

1     _____\____________/_________________________/

            1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            ** - уровень сигнала не имеет значения

рис. 5. Временная диаграмма цикла вывод

порядок выполнения операций следующий:

- активное устройство в адресной части цикла передает по линиям

к да (00-15) н адрес, а так же сигнал к ву н, если это необходимо;

кроме того, в цикле вывод в адресной части всегда вырабатывается

сигнал к байт н. Не менее чем через 150 нс (минимум) после установки адреса вырабатывается сигнал к сиа н. Функции, выполняемые

этими сигналами, те  же  что  и  в  цикле  ввод;

- пассивное устройство дешифрует адрес и запоминает его;

- активное устройство снимает адрес с линии к да (00-15) н; очищает линию  к ву н  и снимает сигнал к байт н. После этого активное устройство   помещает данные на линии к да (00-15)н и через 100 нс (минимум) вырабатывается сигнал к вывод н, означающий, что на линиях к да (00-15) н   помещены данные;

- пассивное устройство принимает данные с линий к да (00-15) н и вырабатывает сигнал к сип н, означающий, что данные приняты пассивным устройством. Если сигнал к сип н не вырабатывается в течении 10 мкс после выработки сигнала к вывод н, процессор переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу с адресом вектора  4;

- активное устройство, получив сигнал к сип н, очищает через 75 нс

(минимум) линию к вывод н, а через 250 нс (минимум) после поступления сигнала к сип н с линий к да (00-15) н снимаются данные. Подобная последовательность операций обеспечивает надежный прием данных пассивным устройством;

- пассивное устройство снимает сигнал к сип н, завершая операцию приема данных;

- активное устройство снимает сигнал к сиа н, завершая выполнение цикла канала вывод.

Следует заметить, что сигнеал к байт н в части передачи данных может быть как пассивным, так и активным, определяя тем самым вывод 16-разрядного слова или вывод байта.

цикл  в в о д - п а у з а - в ы в о д :

цикл обращения к каналу ввод-пауза-вывод аналогичен операции считывание-модификация-запись.

Временная диаграмма выполнения цикла ввод-пауза-вывод представлена на рис. 6.

Адресная часть и ввод данных выполняется аналогично циклу ввод. Однако, сигнал к сиа н остается активным и после окончания ввода данных, что позволяет осуществлять вывод модифицированных данных без повторений адресной части цикла. Операция по выводу даных может быть байтовой, поэтому сигнал к байт н может быть как пассивным, так и активным.

 

 

 

 

 

 

 

 

      _  __________  ___  ____________  ___  _________________  ___

К да  \/ 1 адрес  \/*  \/  2 данные  \/ * \/    1 данные     \/

00-15)_/\__________/\___/\____________/\___/\_________________/\___

      _________                                                  __

к сиа н        \                                                /

1               \______________________________________________/

     _________________        _______________________________

к ввод н               \           /

1                      \_________/

     ____________________________________________                 _______

к вывод н                                   \        /

1                                      \______/

     _____________________            ________________         ____

к сип н              \        /                \       /

2                     \_______/                 \_____/

      _  __________  ______________________________________________

к ву н \/      \/                   **

1     _/\__________/\______________________________________________

      _  _________________________________  __________________  ___

к байтн\/                           \/                  \/

1  _/                                \__________________/\___

                1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            ** - уровень сигнала не имеет значения

рис. 6. Временная диаграмма цикла ввод-пауза-вывод

прямой доступ к памяти

в режиме прямого доступа к памяти обмен данных происходит между внешними устройством и памятью без вмешательства цп. Устройство, способное работать в режиме пдп (устройство пдп), должно выполнять все функции активного устройства: адресацию, синхронизацию, выработку управляющих сигналов, и, если это необходимо, управление регенEрацией динамического озу.

Обмен данными в режиме пдп производится стандартными циклами обращения к каналу.

Временная диаграмма предоставления прямого доступа показана на рис. 7.

Порядок выполнения операций следующий:

- устройство запрашивает канал, вырабатывая сигнал требования прямого доступа к памяти (к тпд н);

- после завершения текущего цикла канала цп вырабатывает сигнал предоставления прямого доступа к памяти (к тпд н), запрещая выработку следующего, "процессорного" цикла канала;

- устройство пдп получает сигнал к ппд н, вырабатывает сигнал подтверждения выбора (к пв н) и снимает сигнал к тпд н;

- цп снимает сигнал к ппд н и ожидает завершения операции ппд;

- устройство пдп получает канал и выполняет требуемые циклы передачи данных таким же образом, как это описано для операций ввод, ввод -

- пауза - вывод и вывод;

- когда передача данных закончится, устройство снимает сигнал к пв н и возвращает управление каналом процессору;

- цп возобновляет свою работу, вырабатывая сигнал к сиа или выдает новое   разрешение использования канала, если вырабатывается сигнал к тпд н.

                Время ожидания

      предоставления пдп

       __          _____________________________________________

к тпд н   \             /

1          \___________/

       _____________           ______________________________________

к ппд н     \     /

2                     \_______/

        __________________                                         ___

к пв н                    \                                       /

1                          \_____________________________________/

               __________________                           ____

к сиа н     2      /                   \           1             /

       __________/                            \_______________________/

 

            ________________________________        ______________

к сип н        /                               \     /

2     ________/                                  \____/

      ______________________  _____________  ______________  ______

к да                  \/  1  адрес   \/ 1, 2 данные  \/

(00-15)                      \_____________/\______________/\______

            1 - передаваемый сигнал устройством пдп

            2 - принимаемый сигнал устройством пдп

рис. 7. Временная диаграмма предоставления прямого доступа

прерывание программы

прерывание программы - это временное прекращение выполнения текущей программы и переход к выполнению программы обслуживания устройства, вызвавшего прерывание. Каждое устройство, способное вызвать прерывание, должно иметь регистр состояния содержащий разряд разрешения прерывания. Этот разряд должен быть программно установлен в "1", если устройству разрешается прерывание программы. Каждое устройство, требующее прерывание, имеет программу обслуживания, вход в которую осуществляется автоматически с помощью вектора прерывания.

Временная диаграмма операций по прерыванию программы представлена на рис. 8.

 

                      время ожидания

            предоставления прерывания

         ________           __________________________________

к тпр н           \                   /

1                  \_________________/

         ______________            _________________________

к ввод н               \                      /

2                        \____________________/

     

         ________________________            ___________________

к ппр н                           \                  /

2                                  \________________/

     

         ________________________________            _____________

к сип н                                   \               /

1                                          \_____________/

      ___________________________  _______________  ________________

к да (00-07) н                   \/ адрес вектора \/

1                                 \_______________/

      ______________________________________________________________

к сиа н                       не устанавливается

      ______________________________________________________________

к ву н                        не устанавливается

                1 - передаваемый сигнал устройством прерывания

            2 - принимаемый сигнал устройством прерывания

рис. 8. Временная диаграмма прерывания программ

Последовательность операций следующая:

- устройство, которому необходимо обслуживание, вырабатывает сигнал к тпр н;

- процессор удовлетворяет требование, вырабатывая сигналы к ввод н и к ппр н;

- устройство получает сигнал к ввод н и входной сигнал предоставления прерывания (к ппр I н) и запрещает распространение этого сигнала к другим устройствам. Затем оно помещает адрес вектора прерывания на линии к да (00-07)н, вырабатывает сигнал к сип н и снимает сигнал требования прерывания к тпр н. Если сигнал к сип н не вырабатывается в течение 10 мкс, цп переходит в режим связи с пультовым терминалом;

- процессор принимает адрес вектора прерывания и снимает сигналы к ввод н и к ппр н;

- устройство завершает передачу адреса вектора прерывания и снимает сигнал к сип н;

- цп помещает в стек содержимое PC и PSW и загружает новое содержимое в PC и PSW из двух последовательных ячеек, первая из которых определяется адресом вектора прерывания, после чего переходит к выполнению программы обслужиывания данного устройства.

По завершению программы обслуживания цп возобновляет выполнение прерванной программы с помощью команды возврата из прерывания (RTI), по которой из стека выбирются два слова и засылаются в PC и RSW.

 

5. Системный интерфейс CBUS

архитектура построения системного интерфейса CBUS аналогична архитектуре QBUS, но имеет ряд существенных особенностей, которые позволяют упростить проектирование контроллеров дополнительных устройств,

5.1. Сигналы системного интерфейса CBUS

м ад (00 - 15) н - адрес/данные - мультиплексированные линии адреса/данных;

м а (16 - 21) н - адрес - линии расширения адреса;

м ацв н - адресный цикл или вывод – активный уровень  на  этой линии означает, что на линиях "ад"             устAнавливается адрес, или по этим линиям  будет  происходить        передача данных от активного устройства к пассивному.  Данный            сигнал предназначен для управления канальными приемо-передатчиками внешних устройств, подключенных к магистрали CBUS;

м вад н - адресный цикл вывода или вывод - активный уровень на этой линии означает, что на линиях "ад"             устAновлевается адрес и будет выполнятся цикл "вывод", или по        этим линиям будет происходить передача данных от активного        устройства к пассивному. Данный сигнал предназначен для уп равления канальными приемо-передатчиками внешних устройств,     подключенных к магистрали CBUS;

м обм н - синхронизация обмена - аналог сигнала к сиа н для QBUS;

м ву н - выборка устройства - аналог сигнала к ву н для QBUS;

м отв н - ответ устройства - аналог сигнала к сип н для QBUS;

м асп н - авария сетевого питания - аналог сигнала к питн н для QBUS;

м аип н - авария источника питания - аналог сигнала к постн н для QBUS;

м уст н - установка - аналог сигнала к сброс н для QBUS;

м дчт н - чтение данных - аналог сигнала к ввод н для QBUS;

м дзп мб н - запись младшего байта - активный уровень на этой линии означает, что на линиях "ад"             установлевается младший байт данных, предназначенных для за         писи в регистр внешнего устройства (цикл "вывод");

м дзп сб н - запись старшего байта -           активный уровень на этой линии означает, что на линиях "ад"             установлевается старший байт данных, предназначенных для записи в регистр внешнего устройства (цикл "вывод");

м д н - данные - активный уровень на этой линии означает, что на линиям "ад"        установлены данные (цикл "вывод") или активное устройство готово принять данные от пассивного устройства (цикл "ввод");

м му N н - модуль установлен в позицию N - активный уровень на этой линии означает, что в позицию с но            мером N установлен модуль дополнительного внешнего устройства;

м пмв N н - позиция с номером N выбрана - активный уровень на этой линии формируется активным устройст         вом в адресной части цикла обращения к магистрали и означает,         что обмен будет происходить с регистрами внешнего устройства, установленного в позицию N;

м зоа N н - запрос обмена от позиции N, линия а –

м зоб N н - запрос обмена от позиции N, линия б - активный уровень на этих линиях формируется устройством, установленным в позицию N, когда оно готово для обмена;

м зм N н - запрос магистрали от позиции N - аналог сигнала к тпд н для QBUS, но от каждой позиции формируется свой сигнал;

м рзм N н - разрешение зазвата магистрали, позиция N -            аналог сигнала к ппд н для QBUS, но к каждой позиции поступа     ет свой сигнал;

м пз н - подтверждение запроса - аналог сигнала к пв н для QBUS.

 

6.2. Циклы обращения к каналу

для магистрали CBUS (как и для QBUS) существуют четыре цикла обращения к каналу:

            1) в в о д ;

            2) в в о д - п а у з а - в ы в о д ;

            3) в ы в о д ;

            4) в ы в о д  б .

Цикл  в в о д :

временная диаграмма выполнения цикла ввод представлена на рис. 9.

 

 

        ____  ____________  ____________  __________________  _______

M Ад    ** \/1 адрес     \/  **        \/2 данные          \/

(00-15) ____/\____________/\____________/\__________________/\_______

       ____                 _________________________________________

м ацв н     \              /

1     \____________/

        ____________                                     ____________

м обм н             \                                   /

1              \_________________________________/

м ву н  __  ______________  _________________________________________

   1    **\/              \/              **

     __/\______________/\_________________________________________

        _____________________________________________________________

м вад н

1    _____________________________________________________________

м пмв н     \                 *                       /

1           \________________________________________/

        ______________________                     __________________

M д н             \                   /

1                       \_________________/

     

       ________________________                      ________________

м дчт н                   \                   /

1                          \_________________/

        _____________________________________________________________

м дзп мб

1    _____________________________________________________________

м дзп сб

1

       ____________________________________                  ______________

м отв н                               \         /

2                                      \_______/

                1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            * - активен только при обращении к системной магистрали

            ** - уровень сигнала не имеет значения

рис. 9. Временная диаграмма цикла ввод

Порядок выполнения операций следующий:

- активное устройство в адресной части передает по линиям м ад(00-21) адрес, формирует сигналы: м ацв н; сигнал м ву н, если адрес находится в диапазоне страници ввода-вывода; сигнал м пмв н. Не менее чем через 260 нс после установки адреса активное устройство вырабатывает сигнал м обм н, предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного устройства;

- пассивное устройство дешифрует адрес и запоминает его;

- не менее чем через 120 нс активное устройство снимает адрес с линий м ад (00-21) н, очищает линии м ву н и м ацв н, формирует сигналы м д н и м дчт н, сигнализируя о том, что оно готово принять данные от пассивного устройства и ожидает поступление сигнала м отв н;

- пассивное устройство помещает данные на линии м ад (00-15) н и вырабатывает сигнал м отв н, сигнализирующий о том, что данные находятся в канале. Если сигнал м отв н не вырабатывается в течение 7 мкс после выработки сигнала м д н цп переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу с адресом вектора 4;

- активное устройство принимает сигнал м отв н, принимает данные, снимает сигналы м д н и м дчт н;

- пассивное устройство снимет сигнал м отв н, завершая операцию передачи данных;

- активное устройство снимает сигналы м обм н и м пмв н, завершая тем самым канальный цикл ввод.

Следует отметить, что во время выполнения цикла ввод сигнал м вад н не вырабатывается.

цикл  в ы в о д :

при выполнении цикла вывод данные передаются от активного устройства к пассивному, например, происходит запись данных в память.

Временная диаграмма цикла вывод представлена на рис. 10.

Порядок выполнения операций следующий:

- активное устройство в адресной части цикла передает по линиям м ад (00-21) н адрес, а так же сигналы м ву н (если это необходимо) и м пмв н. Кроме того, в цикле вывод в адресной части всегда вырабатывается сигнал м вад н. Не менее чем через 260 нс (минимум) после установки адреса формируется сигнал м обм н;

- пассивное устройство дешифрует адрес и запоминает его;

- не менее чем через 120 нс активное устройство снимает адрес с линии м ад (00-21) н и очищает линию м ву н. После этого активное устройство помещает данные на линии м ад (00-15) н, формирует сигналы м дзп н и через 150 нс (минимум) вырабатываеся сигнал м д н, означающий, что на линиях м ад (00-15) н помещены данные;

- пассивное устройство принимает данные с линий м ад (00-15) н и вырабатывает сигнал м отв н, означающий, что данные приняты пассивным устройством. Если сигнал м отв н не вырабатывается в течении 7 мкс после выработки сигнала м д н, процессор переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу с адресом вектора 4;

- активное устройство, получив сигнал м отв н, очищает через 250 нс (минимум) линии м д н и м дзп н, а через 150 нс (минимум) с линий м ад (00-15) н снимаются данные;

- пассивное устройство снимает сигнал м отв н, завершая операцию приема данных;

- активное устройсто снимает сигналы м обм н, м вад н и м ацв н завершая выполнение цикла канала вывод.

Следует отметить:

1). Сигнал м вад н может оставаться активным, если следующий цикл будет "вывод";

2). Если следующий цикл будет "ввод", "вывод" или "ввод-пауза-вывод", то сигнал м ацв н может оставаться активным.

Цикл  в в о д - п а у з а - в ы в о д :

цикл обращения к каналу ввод-пауза-вывод аналогичен операции считывание-модификация-запись.

Временная диаграмма выполнения цикла ввод-пауза-вывод представлена на рис. 11.

Адресная  часть и  ввод  данных выполняется аналогично циклу ввод.

       ____  ____________  ____________________________  ___________

M Ад   ** \/1 адрес     \/    1 данные      \/  **

(00-15)____/\____________/\____________________________/\___________

      ____                                              ______

м ацв н    \                                          /

1        \_______________________________________________/_______

       ______________                                    ___________

м обм н              \                                  /

1               \________________________________/

       ____  ____________  _________________________________________

м ву н **  \/            \/               **

1     ____/\____________/\_________________________________________

      ____                                                   _______

м вад н     \                                         /

1           \______________________________________________/

       _____________________________________________________________

м пмв н     \                 *                    /

1           \_____________________________________/

       ___________________________               ___________________

M д н         \               /

1                      \___________/

       _____________________________________________________________

м дчт н

1   _____________________________________________________________

м дзп мб            \         ***         /

1                          \___________________/

       _____________________________________________________________

м дзп сб            \         ***         /

1                          \___________________/

      ___________________________________            _______________

м отв н                             \         /

2                                   \_______/

            1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            * - активен только при обращении к системной магистрали

            ** - уровень сигнала не имеет значения

            *** - при записи слова активны сигналы м дзп мб н, м дзп сб н

            - при записи младшего байта активен сигнал м дзп мб н

            - при записи старшего байта активен сигнал м дзп сб н

рис. 10. Временная диаграмма цикла вывод

сигнал м обм н остается активным. После окончания ввода данных формируется сигнал м вад н (минимум через 240 нс после получения м отв н), который означает, что будет происходить вывод модифицированных данных. Затем на линиях  м ад (00-15) н  активное  устройство помещает данные и формирует сигналы  м дсп н  и  м д н. Далее аналогично  как в цикле вывод.

Прямой доступ к памяти :

режим прямого доступа к памяти на магистрали CBUS по протоколу и временным диограммам полностью аналогичен QBUS. Единственная разница заключается в том, что на CBUS от каждой позиции канала формируется свой запрос прямого доступа (м зм N н) и каждая позиция получает свой сигнал предоставления прямого доступа (м рзм N н), т.е. Приоритетное предоставление прямого доступа ( самый высокий - м зм 0 н, самый низкий - м зм 5 н).

Прерывание программы :

векторный протокол прерываний  реализован специализированным прог раммируемым контроллером прерываний на плате центрального процессора.

Устройства, подключаемые к магистрами CBUS, формируют сигналы готовности к обмену, которые поступают на контроллер прерываний. Каждая позиция канала выставляет на магистраль два сигнала готовности к обмену: м зоа N н (высший приоритет) и м зоб N н (низший приоритет).

Когда устройство готово к обмену с центральным процессором, оно выставляет сигнал м зоа н или м зоб н. Снимается этот сигнал при обращении к регистру управления и/или регистру данных устройства, запросившего обмен.

Вектора прерываний фиксированы для каждой позиции магистрали CBUS.

 

 

 

 

       ____  ____________  ____  __________  ____  ______________  _

M ад    ** \/1 адрес     \/ ** \/ 2 данные \/ ** \/ 1 данные     \/

(00-15)____/\____________/\____/\__________/\____/\______________/\_

      ____               ________________________                  _

м ацв н    \            /                        \               /

1        \___________/                       \_____________/__

      ______________                                              _

м обм н           \                                               /

1               \__________________________________________/

    ____  ____________  _________________________________________

м ву н  ** \/           \/               **

1     ____/\____________/\_________________________________________

      _________________________________________                    _

м вад н                                         \                /

1                                                \_______________/

    _____________________________________________________________

м пмв н           \                 *                             /

1           \_____________________________________________/

      _____________________            _______________          ____

M д н                 \          /               \       /

1                      \________/                 \_____/

       _____________________________________________________________

м дчт н

1   _____________________________________________________________

м дзп мб                                  \     ***      /

1                                         \____________/

    _____________________________________________________________

м дзп сб                                  \     ***      /

1                                         \____________/

      _____________________        _______________               __

м отв н                     \          /              \        /

2                      \________/                \______/

                1 - передаваемый сигнал центральным процессором

            2 - принимаемый сигнал центральным процессором

            * - активен только при обращении к системной магистрали

            ** - уровень сигнала не имеет значения

            *** - при записи слова активны сигналы м дзп мб н, м дзп сб н

            - при записи младшего байта активен сигнал м дзп мб н

            - при записи старшего байта активен сигнал м дзп сб н

рис. 11. Временная диаграмма цикла ввод-пауза-вывод

5.3. Особенности распределения адресов и векторов прерывания        для системного интерфейса CBUS

основной отличительной особенностью системного интерфейса CBUS является то, что каждой позиции канала соответствует определенный набор адресов в странице ввода-вывода и векторов прерывания:

позиция 0 - адреса: 174000 - 174176, вектора: "а" - 300, "б" - 304

позиция 1 - адреса: 174200 - 174376, вектора: "а" - 310, "б" - 314

позиция 2 - адреса: 174400 - 174576, вектора: "а" - 320, "б" - 324

позиция 3 - адреса: 174600 - 174776, вектора: "а" - 330, "б" - 334

позиция 4 - адреса: 175000 - 175176, вектора: "а" - 340, "б" - 344

позиция 5 - адреса: 175200 - 175376, вектора: "а" - 350, "б" - 354

например: сигнал м пмв 0 н формируется при обращении к странице ввода-вывода по адресам от 174000 до 174176, т.е. Устройство, подлючаемое к магистрали может иметь до 128 16-разрядных регистров.

 

6. Сигнаны системного интерфейса UNIBUS

6.1. Сигналы канала

шина адреса (линии к адр00 н - к адр17 н) используется активным устройством для выбора пассивного устройства (адреса ячейки памяти или регистра устройства), с которым будет связываться.

Шина данных (линии к д00 н - к д15 н) используется для передачи информации между активным и пассивным устройствами.

Линии управления операциями в/в1, в/в0 используются активным устройством для передачи пассивному устройству кода операции передачи данных в канале. Код операции указывает на одну из четырех возможных операций передачи данных в канале, указанных в табл. 4. Направление передачи данных всегда указывается по отношению к активному устройству.

Операции передачи данных по каналу      таблица 4

 

Операция

Обозначение

Шины

------

В/в1

в/в

------

В/в0

Функция

 

Ввод данных

 

Ввод

 

0

 

0

 

Данные передаются от

Пассивного устройства

К активному

 

 

Ввод данных

с паузой

 

Вводп

 

0

 

1

 

Запрещает регенерацию в

Устройствах с разрушающим

Считыванием. После этой

Операции обязательно

Должны осуществиться

Операции вывод или выводб

 

 

Вывод данных

 

Вывод

 

1

 

0

 

Данные передаются от

Активного устройства

К пассивному

 

 

Вывод байта данных

Выводб

1

1

Данные передаются байтами

По шинам:

А) д15...д08 при кадр00=1

Б) д07...д00 при кадр00=0

 

сигнал синхронизации активного устройства к са н выполняет две функции в зависимости от того, устанавливается он или сбрасывается.

Установка к са н требует, чтобы пассивное устройство, определяемое адресом на линиях адр17...адр00, выполнило операцию, указанную кодом операции на линиях в/в1, в/в0.

Сброс к са н указывает пассивному устройству, что активное устройство считает передачу данных завершенной.

Сигнал синхронизации пассивного устройства к сп н является ответом на сигнал к са н и так же выполняет две функции.

При передаче информации между пассивным и активным устройствами установка к сп н означает для активного устройства, что пассивное устройство завершило свою часть операции в обмене; сброс к сп н информирует все устройства, что пассивное устройство завершило свою передачу.

По линиям контроля четности ркч2, ркч1 передаются сигналы контроля четности, которые вырабатываются пассивным устройством и принимаются активным. Это сигналы для тех устройств, подключенных к каналу, пкоторые используют контроль по четности. Ркч1 указывает, что данные, которые передаются, должны использовать четность, а ркч2 передает разряд четности.

13 Линий канала предназначены для осуществления процесса передачи управления каналом. Пять из них есть линии запроса (зк7-зк4, зндк), а пять других, соответственно, линии удовлетворения запроса (пк7-пк4, пкнд). Кроме того, существуют три линии управления:

            а) канал занят ( кз );

            б) подтверждение выбора ( пв );

            в) прерывание ( прр ).

Четыре сигнала канала к зк7 н...к зк4 н используются внешним устройствами для запроса управления каналом.

Сигналы к пк7 в ... К пк4 в являются ответными сигналами цп на запрос канала. Они передаются в конце выполнения команды согласно приоритету. Запрос непосредственного доступа к каналу к зндк н - имеет самый высокий приоритет. Сигнал предоставления канала для непосредственного доступа (к пкнд в) является ответом процессора на к зндк н. Он передается в конце цикла обращения к каналу при выполнении команды.

Сигнал подтверждения выбора (к пв н) передается устройством, запрашивающим канал, когда это устройство получило сигнал предоставления канала. Управление каналом передается этому устройству после того, как текущее активное устройство заканчивает работу с каналом.

Сигнал прерывания (к прр н) передается активным устройством в процессор для того, чтобы началась программа обслуживания этого устройства.

Сигнал канал занят (к кз н) передается активным устройством, когда канал находится под его управлением.

Сигнал первоначальной установки к сброс н - аналогично QBUS. Сигналы переменное напряжение  меньше  нормы  (пнмн)  и  постоянное

напряжение меньше нормы (=мн) - аналогично QBUS.

6.2. Передача данных в канале

существуют четыре типа операций передачи данных в канале, которые определяются сигналами на линиях в/вI и в/во, формируемыми активным устройством. Из них две операции ввода (ввод и вводп) и две вывода (вывод и выводб) (см.табл. 4).

Опреции ввод и вводп служат для передачи информации из пассивного устройства в активное. В обеих операциях информация передается полным 16-разрядным словом по линиям д15...д00. В функцию активного устройства входит прием данных с соответсвующих линий.

Если выполняется операция вводп, то следующим обращением к каналу будет вывод или выводб. Причем обращение при операции вывод происходит по тому же адресу, что и при операции вводп. При выполнении операции вводп запрещаются операции на уровне ндк до завершения следующего обращения к каналу (вывод или выводб).

При операциях вывод или выводб данные передаются из активного устройства к пассивному.

Вывод используется для записи слова по адресу, заданному на линиях адр17...адр01. Пассивное устройство не анализирует состояние адр00.

При операции выводб данные передаются из активного устройства в пассивное, причем активное устройство помещает на шины данных целое слово, а пассивное устройство, анализируя состояние адр00, решает, какой байт необходимо принять с шин данных:

а) адр00=0 - принимается только младший байт;

б) адр00=1 - принимается только старший байт.

Временная диаграмма операций ввод и вводп (рис. 12):

- активное устройство помещает адрес пассивного устройства на линии адр17...адр00 и код операции на линии в/в1 и в/в0. После зтого оно ждет  150 нс (минимум) и формирует сигнал  к са н (если предыдущее пассивное  устройство  все  еще держит сигнал  к сп н, то активное устройство ждет пока к сп н не снимется);

- пассивное устройство дешифрирует адрес и код операции; готовит данные для  передачи активному устройству;

- когда данные подготовлены, пассивное устройство помещает данные на линии д15...д00 и выдает сигнал к сп н. При операции вводп пассивное устройство устанавливает флаг "пауза" и ждет обработанные данные перед выполнением цикла записи;

- активное устройство принимает к сп н и данные: после 75 нс задержки

(минимум) для устранения временного разброса сигналов и времени для

срабатывания приемо-передатчиков активное устройство стробирует данные и снимает сигнал к са н.

- Через 75 нс (минимум) после сброса к са н снимаются сигналы с линий адреса и в/в1, в/в0. Это необходимо для того, чтобы не появилось ложного выбора устройства из-за изменения различных разрядов адреса при активном сигнале   к са н.

- Когда к са н снят, пассивное устройство снимает сигналы данных и

к сп н. После этого канал свободен  для  дальнейшего  использования.

- Активное устройство получает сброс к сп н, что указывает на конец текущего цикла канала. Если за этим последует вывод данных (вывод или выводб должны обязательно следовать за вводп), то в этот момент может начаться последовательность операций по выводу данных.

Временная диаграмма операций вывод и выводб (рис. 13):

- активное устройство помещает сигналы адреса, данных и кода операции на соответствующие линии канала.

- После 150 нс ожидания (минимум) активное устройство передает к са н, если нет к сп н.

- Устройство дешифрирует адрес и, если это его адрес, то оно принимает данные и выдает к сп н. При выполнении операции вывод пассивное уст ройство принимает полное слово, а при выполнении операции выводб принимает один из байтов, который указан разрядом адреса по линии адр00.

- Активное устройство получает к сп н и снимает к са н.

- После 75 нс ожидания активное устройство очищает линии адр, д и в/в.

- Пассивное устройство принимает сброс к са н и снимает к сп н.

- Активное устройство получает сброс к сп н, что означает конец цикла работы канала.

 

со стороны активного устройства

адр        _____                            _______

в/в (пд)        \                                /

           \______________________________/

к са н (пд)____________                        __________

                 \                      /

                  \____________________/

д (пм)     ___________________________        _____

                          \            /

                           \__________/

к сп н (пм)___________________________       _____

                          \            /

                           \__________/

пд - передаваемый сигнал

пм - принимаемый сигнал

рис. 12. Временная диаграмма операций ввод и вводп

 

                                Со стороны активного устройства

адр   _____                              _________________

в/в (пд)        \                        /

           \______________________/

к са н (пд)___________               ______________________

         \              /

           \___________/

д (пд)     _____                    _________________

     \                             /

           \______________________/

к сп н (пм)______________________              ____________

                     \           /

                      \__________/

пд - передаваемый сигнал

пм - принимаемый сигнал

рис. 13. Временная диаграмма операций вывод и вывода

в пассивном устройстве данные хранятся в триггерном регистре, т.е. Типичная задержка цепи передатчик - канал - приемник равна 75 нс.

Активное устройство передает адрес и код операции в канал, ждет 150 нс, а потом передает к са н. За это время пассивное устройство дешифровало адрес и подготовилось к операции передачи данных. Через 75 нс после выдачи к са н активным устройством пассивное устройство получает его и передает в канал сигналы данных,делает задержку в 75 нс и формирует сигнал к сп н. Активное устройство принимает данные, сбрасывает к са н и делает задержку перед снятием сигналов адреса и кода операции. Пассивное устройство, получив сброс к са н, снимает сигналы данных и к сп н. После задержки распространения сброса к сп н цикл передачи данных заканчивается. Общее время цикла 525 нс.

6.3. Передача управления каналом

последовательность сигналов процесса выбора нового активного устройства показана на рис. 14.

Передача управления каналом от одного устройства к другому определена приоритетной логикой (арбитром), которая является частью процессора. Запросы канала могут поступать в любое время (асинхронно) по линиям запроса канала (зк) и линии запроса непосредственного доступа к каналу (зндк). В процессе каждого цикла канала эта логика проверяет сначала запрос зндк (т.к. Он обладает наивысшим приоритетом).

Если присутствует зндк, то цп вырабатывает сигнал предоставления канала непосредственному доступу к пкнд в и в ответ получает от запрашивающего устройства сигнал подтверждения выбора к пв н. Этот процесс происходит одновременно с текущей передачей данных. Когда устройство, которое выбрано активным устройством, получит сброс сигнала занятости канала к кз н от текущего активного устройства, то оно выдает свой сигнал к кз н и становится "хозяином" канала.

                                Со стороны арбитра процессора

к зк н (пм)  _____                __________________________

            \              /

             \____________/

          ___________

        /            \

к пк в (пд)  _______/             \_________________________

к пв н (пм)  ___________________                   _________

                    \                 /

                           \_______________/

                                  _________

                                 /         \

к кз н (пд,пм)________________________/           \_________

 

пд - передаваемый сигнал

пм - принимаемый сигнал

рис. 14. Временная диаграмма операции передачи управления каналом

временная диаграмма процесса прерывания

аналогичный процесс происходит в конце выполнения каждой команды, когда арбитр проверяет запросы канала на уровне зк и сравнивает их с приоритетом процессора и между собой. Приоритет процессора определяется содержимым разрядов 07...05 PSW. Сигнал предоставления канала выдается арбитром на соответствующую шину пк. Таким образом, один из четырех уровней зк удовлетворяется в конце команды, если данная выполняемая команда не вызывает внутреннего прерывания. В этом случае запросы зк не удовлетворяются, пока не завершится первая команда из программы обслуживания внутреннего прерывания.

Устройство может вызывать прерывание программы в любое время, когда оно получает управление каналом на одном из уровней зк. Обычно это выполняется немедленно после того, как оно стало активным устройством, однако может последовать за одним или более циклами передачи данных в канале. На рис. 15 Изображена временная диаграмма процесса прерывания, которая выполняется следующим образом:

- устройство, которое стало активным, передает сигнал к прр н и адрес вектора прерывания, одновременно оно сбрасывает к пв н и передает к кз н. Это в том случае, если устройство начало операцию прерывания сразу же после предоставления канала. Если до прерывания происходила передача данных, то сигнал к пв н должен оставаться активным до тех пор, пока не будет выдан  сигнал  к прр н;

- процессор получает сигнал к прр н, ждет 75 нс для компенсации разброса во временах прихода к прр н и адреса вектора прерывания, принимает адрес вектора прерывания  и  передает  к сп н;

- активное устройство получает к сп н и очищает линии прр, д и кз. Это называется  активной  передачей  канала  процессору;

- процессор сбрасывает к сп н, получив сброс к прр н, и входит в последовательность прерывания для запоминания текущего содержимого PC и PSW и замены их на вектор прерывания данного устройства.

Со стороны процессора

              ________                          __

к зк н           /          \                        /  \

(пд. Пм. Пд)  __/          \________________________/    \___

                   ________________________

                        /

к пв н(пд)  _____________________/

к прр н(пм)   _____________________             _______

                       \                 /

                        \_______________/

д  (пм)     ______________________              _______

                  \                /

                               \______________/

к сп н (пд)   ___________________________         _____

                                   \            /

                                    \___________/

пд - передаваемый сигнал

пм - принимаемый сигнал

рис. 15. Временная диаграмма процесса прерывания

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

    На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

    Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

    Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



    Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

    Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

    Яндекс.Метрика