Название: Вычислительная техника (Захаров Н. Г.)

Жанр: Энергетический

Просмотров: 1545


7.5. организация интерфейса в микроэвм

 

Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи, обеспе- чивающая эффективное взаимодействие систем или их частей. В интерфейсе преду- смотрены вопросы сопряжения на механическом (число проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов и т. п.) и логическом (сигналы, их длительность, полярность, частоты и амплитуда, протоколы взаимодействия) уров- нях. В современных интерфейсах для формирования стандарта подключения уст- ройств к системе широко используются наборы микросхем, генерирующих стан- дартные сигналы.

Внутримашинный интерфейс – система связи и сопряжения узлов и блоков компьютера, представляет собой совокупность электрических линий связи, схем со- пряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преоб- разования сигналов.

В функции интерфейса входят дешифрация адреса устройств, синхронизация обмена информацией, согласование форматов слов, дешифрация кода команды, свя- занной с обращением к периферийному устройству, электрическое согласование сиг- налов и другие операции. Интерфейс должен осуществлять совместимость между всеми компонентами микроЭВМ по быстродействию, форме представления обменивае- мой информации, архитектуре центрального процессора и электрическим характери- стикам.

Из всего многообразия типов микроЭВМ можно выделить две основные орга- низации интерфейса между процессором, памятью и периферийными устройствами: двухшинную, или интерфейс с изолированной системой шин, и одношинную, или интерфейс с общей шиной.

Интерфейс с изолированной шиной. Особенностью этого интерфейса является раздельная адресация памяти и периферийных устройств при обмене информаци- ей путем использования отдельных групп команд для обмена информацией с пе- риферийными устройствами и памятью. Обмен с периферийными устройствами про- изводится с помощью двухбайтных команд ввода IN PORT и вывода OUT PORT, а управление  обменом  — под  воздействием управляющих  сигналов  ввода  и вывода,

формируемых системным контроллером при выполнении соответствующих команд. Адрес из МП передается по МА, передача данных выполняется по МД между аккуму- лятором и буферным регистром интерфейсного модуля (портом) периферийного уст- ройства. Обмен информацией между МП и памятью производится по командам переда- чи данных.

Основным недостатком организации интерфейса с изолированной шиной являет- ся осуществление обмена обязательно через аккумулятор МП, что, как правило, требу- ет выполнения четырех команд.

Интерфейс с общей шиной. При данной организации интерфейса все адресное пространство делится между периферийными устройствами и ячейками памяти, при- чем обращение к периферийным устройствам осуществляется посредством набора ко- манд, используемых для передачи данных с памятью. Достоинствами данного интер- фейса являются:

  возможность расширения набора команд для обращения к периферийным устройствам, что позволяет сократить объем программ и повысить быстродействие;

            возможность обмена информацией между любыми регистрами МП;

 

            возможность внепроцессорного обмена данными между ячейками памяти.

 

Недостатком интерфейса с общей шиной является усложнение дешифрирую-

 

щих схем и сокращение области памяти.

 

Общая шина (ОШ) это — магистраль, которая связывает между собой все периферийные устройства, запоминающие устройства и процессор. Все устройст- ва, включая процессор, подсоединены в общую шину параллельно.

Взаимодействие устройств на ОШ основано на принципе ведомый-ведущий (задатчик — исполнитель). Задатчик получает ОШ в свое распоряжение на проме- жуток времени для определения операции ввода-вывода с исполнителем. Одно и то же устройство может быть и задатчиком, и исполнителем (в зависимости от типа операции). На ОШ можно организовать автономный обмен данными непосредст- венно между двумя ВУ без привлечения для этого ресурсов процессора и ОП.

Все передачи по ОШ осуществляются асинхронно по методу запрос-ответ. В случае неполучения ответного сигнала от исполнителя задатчик фиксирует ошибку в работе ОШ и выполняет операцию прерывания.

В структуре связей микроЭВМ разделяют внутренний интерфейс, объеди- няющий БИС процессора, модули ОЗУ, ПЗУ и схемы управления вводом-выводом, и внешний интерфейс, обеспечивающий сопряжение между внутренней магистралью и периферийными устройствами.

Таким образом, наиболее распространенными интерфейсами микроЭВМ явля- ются интерфейсы с общей шиной, представляющие собой совокупность совместимых и частично совместимых магистралей.

 

Контрольные вопросы

 

1. Назовите состав структурной схемы микроЭВМ.

 

2. Назначение основных регистров микроЭВМ.

 

3. Чем характеризуется система команд?

 

4. Способы адресации в микроЭВМ.

 

5. Основные типы команд в микроЭВМ.

 

6. Назначение команды ADD.

 

7. Какой из регистров изменяет свое состояние при команде сравнения?

 

8. Какие основные типы интерфейсов используются в микроЭВМ?